在线段和差最值问题题型中,即“将军饮马问题”,一般情形这两条线段的结构为“AB+AC”形式:两条线段三个点。但在更难一点的此类题中,还会出现一类题目结构为“求AB+CD最小值,B、C是动点,且BC=k”这种形式:两条线段四个点。这种题型结构我们叫它“造桥选址问题”,相对于其它将军饮马问题在图形构造上,仅仅通过对称化曲为直是不够的。我们今天来聊一聊这类题目的作图思路。我们选看例题,从题目中理解它们的不同。
例1.如图,矩形OABC的顶点O在坐标原点,顶点A、C分别在x,y轴的正半轴上,OA=3,OC=4,D为边OC的中点,E、F为边OA上的两个动点,且EF=2,当四边形BDEF的周长最小时,点E的坐标为___________.
四边形BDEF的周长=BD+DE+EF+BF=√13+2+DE+BF,求求四边形BDEF的周长最小,只需DE+BF最短,其中B、D是动点,E、F是动点,这时我们就发现:DE、BF这两条线段有四个点分别是D、E、F、B,与我们之前所见过的“线段和最小值”题目“两条线段三个点”有所不同,如果按之前的作图思路,应是“选一定点,如D,以动点E、F所在直线为对称轴,作对称点D`,再连接对称点与另一个定点B,所连线段即是它们的最小值”,如图1,我们发现这样的思路作出来的图,不伦不类,且与DE、BF无关联,可见,题目条件变化了,作图思路也需要随之变化。
将点B向左平移2个单位长度到点G,作点D关于轴的对称点D`,连接GD`,交轴于点E,在轴上截取线段EF=2,此时得到的点E、F能使四边形BDEF的周长最小.
通过平移,构造平行四边形EFBG,平移点B,相当于将点F向左平移2个单位长度,F与E重合,这样,“四点”就转化成了“两定一动”的将军饮马问题最简单题型,DE+BF就转化成了DE+GE,再通过对称,就能把G(B)、D(D`)、E(F)转化到同一条线段GD`上,此时DE+GE最短,即DE+BF最短
∵OD=OD`=2,CD`=6,BC=3,BG=2,CG=1,∵G(1,4),D`(0,-2)∴直线GD`的解析式为:y=6x-2,当y=0时x=1/3,∴E点的坐标为(1/3,0)
出现两条线段四个点的线段和差最值问题的题目的作图思路是:
选一定点进行平移,使两动点重合,平移距离为两动点间的线段长度,再按“两定一动”题型作图方法,确定好动点位置再平移回去即可得到另一动点位置.