初中数学 · 动态几何实验室
将军饮马——一点两线模型
拖动 P、M、N —— 两次翻折把内接三角形周长拉成一条直线
周长 ≥
P′P″
=
2·BP·sin∠B
双翻折 | 拓展:光的两次反射
① 实验台(基础)
② 两次反射(拓展)
③ 中考真题(冲刺)
模型同源真题
2024·黑龙江哈尔滨
★★★★☆
如图,
∠B
= 30° 内有一点
P
,
BP
= 8。点
M
、
N
分别在
∠B
的两边上,则
△PMN
周长的最小值 = ______。
实验台 · 角内一点 P,两边上各一动点
拖动 P 或 M、N —— 翻折出 P′、P″,周长 = 折线 P′→M→N→P″ ≥ P′P″
✥ 拖 动 我
BP=8(∠B=30°)
∠ABC
40°
60°
80°
⌖ 翻折辅助线
↺ 复位
⊙ 最优位置
▶ 自动演示
🎬 推导动态解读
‹ 上一步
⏸ 暂停
下一步 ›
✕ 退出
◈ 实时观测
当前周长 PM+MN+NP
—
P′P″(最小值)
—
2·BP·sin∠B
—
BP
—
拖动 M、N 寻找最小周长…
周长 ≥ P′P″ = 2·BP·sin∠B
P 关于两边的对称点 P′、P″:BP′ = BP = BP″ 且 ∠P′BP″ = 2∠B ⟹ P′P″ 只与 BP 和角度有关 —— M、N 落在 P′P″ 上时取等
口诀:一点两线双翻折,折线拉直达最小;腰等角倍正弦乘,两点共线值最小
拓展 · 最优路径 = 光线两次反射(台球路径)
最优位置处:M、N 两点都满足「入射角 = 反射角」—— 拖动 P 或切换角度,盯住两组等角
✥ 拖 动 我
∠ABC
40°
60°
80°
▶ 自动演示
↺ 复位
◈ 实时观测
M 处:∠P′MA 与 ∠NMB
—
N 处:∠P″NC 与 ∠MNB
—
最优周长 = P′P″
—
2·BP·sin∠B
—
入射角 = 反射角 ⟹ 光走最短路径 ✓
最短路径 ⟺ 光反射路径
物理直觉:光在两面镜子上各反射一次,走的永远是最短路 —— 翻折法就是把「反射」展开成「直线」
口诀:镜面一翻路自直,入射反射角相等
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·一点两线:一定点 + 两直线),做完先在实验台拖一拖验证
🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关
单选题
2024 绥化
★★★★☆
2024·绥化
如图,已知
∠AOB = 50°
,点 P 为 ∠AOB 内部一点,点 M 为射线 OA、点 N 为射线 OB 上的两个动点,当 △PMN 的周长最小时,则
∠MPN
的度数为( )
O
A
B
P
M
N
A.60°
B.80°
C.100°
D.120°
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答案:B(80°)
作 P 关于 OA、OB 的对称点 P₁、P₂,连接 P₁P₂ 分别交 OA、OB 于 M、N,则 △PMN 周长 = P₁P₂(最短)。由对称 ∠P₁OP₂ = 2∠AOB = 100°,△P₁OP₂ 为等腰(OP₁=OP₂=OP),底角 = (180°−100°)/2 = 40°,故
∠MPN = 80°
。⚠️ 易错:把 ∠MPN 当成 2∠AOB=100°(那是顶角)。
第 2 关
单选题
2024 凉山
★★★☆☆
2024·绥化
如图,在菱形 ABCD 中,∠B = 60°,AB = 2,E 是 BC 边上的动点,AE 的垂直平分线交 AB 于点 M、交 AE 于点 N,连接 BN。当 E 运动时,BN 的最小值为( )
B
C
D
A
E
M
N
A.1
B.
√
3
C.2
D.2
√
3
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答案:B(
√
3
)
AE 的垂直平分线 ⇒ NA = NE,BN = BN。当 A、N、F(F 为 B 到该平分线的垂足)共线时 BN 最小,即为点 B 到该线的最短距离 = 菱形在 60° 下的高 = 2·sin60° =
√
3
。⚠️ 易错:把最小值当成对角线长 2。
第 3 关
单选题
2024 大庆
★★★★☆
2024·绥化
如图,在矩形 ABCD 中,AB = 10,BC = 6,点 M 是 AB 边的中点,点 N 是 AD 边上任意一点,将线段 MN 绕点 M 顺时针旋转 90° 到点 N′,连接 BN′,则 △MBN′ 周长的最小值为( )
M
B
N′
M′
A.15
B.5+5
√
5
C.10+5
√
2
D.18
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答案:B(5+5
√
5
)
由旋转得 N′ 在平行于 AB、距 AB 为 5 的直线上运动。作 M 关于该直线的对称点 M′,周长最小 = BM + BM′。BM = 5,MM′ = 10,BM′ =
√
(5²+10²)
= 5
√
5
,故最小值 =
5+5
√
5
。⚠️ 易错:漏掉 BM=5 只写 5
√
5
。
第 4 关
填空题
2024 成都
★★☆☆☆
2024·绥化
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 ______。
l
O
A
B
A′
P
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答案:5
作 A 关于直线 l(y=2)的对称点
A′(3,4)
,PO + PA = PO + PA′ ≥ OA′ =
√
(3²+4²)
=
5
。⚠️ 易错:把 l 当成 x 轴对称。
第 5 关
单选题
2024 新疆
★★★☆☆
2024·绥化
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( )
A
B
F
C
D
A.(1, 4)
B.(4, 1)
C.(1, 1)
D.(4, 4)
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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);直线 A″B:y = −½x + 7 与 x=4 交于
C(4,1)
。⚠️ 易错:把 CD=3 用反方向。
第 6 关
填空题
2024 广安
★★☆☆☆
2024·绥化
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 ______。
C
A
B
D
C′
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答案:12/5(即 2.4)
点 C 到直线 AB 的
垂线段最短
。AB = 5,面积法:AC·BC = AB·h ⇒ h = (3×4)/5 =
12/5
。⚠️ 易错:把 CD 最小当成中线长。
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