初中数学 · 动态几何实验室

将军饮马 · 两点一线模型

A、B 在直线 l 同侧,P 在 l 上 —— AP + PB 的最小值藏在一面「镜子」里
AP + PB = A′P + PB ≥ A′B A′ 是 A 关于 l 的对称点
模型同源真题 2024·福建厦门 ★★☆☆☆
如图,点 A、B 在直线 l 的同侧,点 A 关于 l 的对称点为 A′。若 A′B = 10,则 AP + PB 的最小值 = ______。
实验台 · 河边饮马
拖 A、B 改变营地与目的地,沿河岸拖 P —— 盯住 AP+PB,什么时候最小?绿色虚线是「镜子」里的答案
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

AP | PB—
AP + PB(当前)—
最小值 = A′B—
当前差距—
最优点位置—
拖动 P 寻找最优位置
AP + PB ≥ A′B(最小值 = A′B)
对称化折为直:AP = A′P,折线 A′→P→B 不短于直线 A′B —— 等号在 A′、P、B 共线时成立
口诀:同侧两点一线走,对称一点化折为直
实验台 · 坐标法求解
建立坐标系:河岸为 x 轴 —— 拖 A、B 改坐标,P 自动定位最优点,看坐标法三步求解
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

A 坐标—
B 坐标—
A′ 坐标(对称)—
最优点 P—
最小值 A′B—
坐标法三步求解
Pₓ = (x₁·y₂ + x₂·y₁) / (y₁ + y₂)
A′(x₁, −y₁),A′B 与 x 轴的交点即 P;最小值 = A′B = √[(x₂−x₁)² + (y₁+y₂)²]
口诀:对称写坐标,交点求 P,距离公式收尾

中考真题(冲刺)

以下 6 题均来自 2024 年各地中考数学真题(将军饮马 / 轴对称最值),做完先在实验台拖一拖验证

🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关 填空题 2024 成都 ★★☆☆☆
2024·成都
如图,在平面直角坐标系 xOy 中,A(3,0),B(0,2),过点 B 作 y 轴的垂线 l,P 为直线 l 上一动点,连接 PO、PA,则 PO + PA 的最小值为 ______。
lOABA′P
答案:5
作 A 关于直线 l(y=2)的对称点 A′(3,4),则 PA = PA′,PO + PA = PO + PA′ ≥ OA′(两点之间线段最短)。OA′ = √(3² + 4²) = 5。⚠️ 易错:把 l 当成 x 轴去对称(l 是过 B 的水平线 y=2,不是坐标轴)。
第 2 关 单选题 2024 新疆 ★★★☆☆
2024·成都
如图,抛物线与 y 轴交于点 A,与 x 轴交于点 B,线段 CD 在抛物线的对称轴上移动(点 C 在点 D 下方),且 CD = 3。当 AD + BC 的值最小时,点 C 的坐标为( )
ABFCD
A.(1, 4)
B.(4, 1)
C.(1, 1)
D.(4, 4)
答案:B(点 C 坐标为 (4, 1))
抛物线 y = ½x² − 4x + 6,对称轴 x = 4,A(0,6),B(2,0)。作 A 关于 x=4 的对称点 A′(8,6),下移 3 得 A″(8,3);当 E、C、F 共线时 AD + BC 最小,即 A″B 与 x=4 的交点 C(4,1)(直线 A″B:y = −½x + 7,x=4 ⇒ y=1)。⚠️ 易错:把 CD=3 用反方向(上移而非下移)。
第 3 关 填空题 2024 广安 ★★☆☆☆
2024·成都
如图,在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,AC = 3,BC = 4,点 D 为直线 AB 上一动点,则 CD 的最小值为 ______。
CABDC′
答案:12/5(即 2.4)
点 C 到直线 AB 的垂线段最短。Rt△ABC 中 AB = 5,由面积法:AC·BC = AB·h ⇒ h = (3×4)/5 = 12/5。也可看作「饮马对称」:作 C 关于 AB 的对称点 C′,则 CD = C′D,最小时 C、D、C′ 共线 = CC′/2 = 12/5。⚠️ 易错:把 CD 最小当成中线或角平分线长。
第 4 关 填空题 2024 泸州 ★★★☆☆
2024·成都
如图,在边长为 6 的正方形 ABCD 中,点 E、F 分别是边 AB、BC 上的动点,且满足 AE = BF,AF 与 DE 交于点 O,点 M 是 DF 的中点,G 是边 AB 上的点,AG = 2GB,则 OM + FG 的最小值为 ______。
EFOMGH
答案:5
由 △ADE ≌ △BAF 得 ∠AOD = 90°,M 是 DF 中点 ⇒ OM = ½DF。在 AB 延长线取 BH = BG,证 △BFG ≌ △BFH ⇒ FG = FH,于是 OM + FG = ½(DF + FH) ≥ ½DH。由 AG = 2GB、AB = 6 得 BG = 2、AH = 8,Rt△DAH 中 DH = √(6² + 8²) = 10,故 OM + FG 最小值 = 5。⚠️ 易错:漏掉「½」直接答成 10。
第 5 关 说理题 中考说理题型 ★★★★☆
2024·成都
如图,A′ 是 A 关于直线 l 的对称点,P 是 l 上任意一点,B 是直线 l 异侧一点。请说明:为什么 AP + PB 的最小值等于线段 A′B 的长?
lAA′PB
说明(对称 ⟺ 折线与线段互化)
① ∵ A′ 是 A 关于 l 的对称点,P 在 l 上,∴ l 垂直平分 AA′ ⇒ AP = A′P(对称轴上的点到两端距离相等)。
② ∴ AP + PB = A′P + PB ≥ A′B(两点之间,线段最短),当且仅当 A′、P、B 三点共线时取等号。
⚠️ 易错:只说「对称」不说「为什么能换成线段」——关键在后两步:等量替换 + 线段最短。
第 6 关 单选题 2024 内江 ★★★★★
2024·成都
如图,在 △ABC 中,AB = AC = 5,BC = 8,I 是 △ABC 的内心,AI 的延长线交 BC 于点 D,P 是 AB 上一动点,连接 PI、PC,则 PI + PC 的最小值为( )
BCAIPF
A.√13
B.2√13
C.24/5
D.5
答案:B(2√13)
在 AB 上取点 F 使 BF = BE(构造对称),由 BI 平分 ∠B 证 △BFP ≌ △BEP ⇒ PF = PE = PI(注:本题等价于 PI + PC 最小,转化后 PF + PC ≥ CF)。Rt△中 BC = 8、BH = 1、CH = 7、FH = √3,CF = √(7² + (√3)²) = √52 = 2√13。⚠️ 易错:直接套用「垂线段最短」而忽略内心对称构造。
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