八上尖子生培优系列(32) ——《轴对称》的最值问题(2)
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已知,如图,△ABC,找点P,使PA+PB+PC最短.(注:此点称“费尔马点”)
【解析】前面已经说明:几何中的最值问题常用方法之一是通过“对称”转化为“两点之间,线段最短”与“垂线段最短”问题(其他方法涉及到九年级内容).本题的三条线段PA、PB、PC要想将之关联,可以通过“旋转600”得到等边三角形,再利用“等边三角形的性质”和“全等三角形的性质”将三条线段关联起来.不妨将△PAB绕B点逆时针旋转600得到:
不难证得:PB=PP’,PA=P’A’.从而:PA+PB+PC=P’A’+ PP’+PC.根据“两点之间线段最短”得到:当A、P’、P、C在同一直线上时(即P’、P在直线A’C上),PA+PB+PC最短.如下图示:
但此时还是无法得到点P的位置,只知点P在直线A’C上,因此还需再符合一个条件,类似地,将△PAC绕C点顺时针旋转600,连接BA’’,BA’’和CA’相交,得到交点即是所求作的P点,如下图示:
当然,本题也可这样作(属于九年级内容):
【反思】其实,当PA+PB+PC最短时,∠APB=∠BPC=∠CPA=1200.
再次观察动态演示:
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