中考数学
重难点突破14几何最值问题4种类型
(费马点、胡不归模型、阿氏圆模型、瓜豆原理)
中考数学
题型01费马点
【基础】费马点概念:三角形内部满足到三个顶点距离之和最小的点,称为费马点.
结论:
1)对于一个各角不超过120°的三角形,费马点是对各边的张角都是120°的点;对于
2)有一个角超过120°的三角形,费马点就是这个内角的顶点.
(注意:通常涉及费马点的试题中三角形的最大顶角小于120°)
【解题思路】运用旋转的方法,以ABC任意一条边向外旋转60°构造等边三角形,根据两点之间线段最短,
?
得出最短长度.
结论证明过程:
情况一:当△ABC各角不超过120°时,
将绕着点逆时针旋转°得到
?APBB60?A’P’B
则?APB≌?A’P’B∴BP=BP’AP=AP’∠A’P’B=∠APB
而∠P’BP=60°则?P’BP为等边三角形
∴∠BPP’=∠P’BP=∠BP’P=60°
∵PA+PB+PC=P’A’+PP’+PC≤A’C
∴当、、、四点共线时,的最小值为
A’P’PCPA+PB+PCA’C
此时∠°∠°
BPC=180-BPP’=120
∠APB=∠A’P’B=180°-∠BP’P=120°
∠APC=360°-∠APB-∠BPC=120°
情况二(仅需理解):当△ABC有一个内角不小于120°时,
延长BA至C使得ACAC,做∠CAP∠CAP,
并且使得APAP,PCPC,则△APC≌△APC
∵∠BAC≥120°
∴∠PAP180°-∠BAP-∠CAP180°-∠BAP-∠CAP180°-∠BAC≤
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60°
∴等腰三角形PAP中,AP≥PP
∴PA+PB+PC≥PP+PB+PCBCAB+AC((只有当P、A重合时取等号))
所以,当有一内角大于或等于120°时,所求的P点就是钝角的顶点.
【费马点的作法】(当△ABC各角不超过120°)
作法:1)如图,分别以?ABC中的AB、AC为边,作等边?ADB、等边?AEC
)连接、,则≌手拉手模型
2CDBE?ADC?ABE()
)记、交点为,点为费马点
3CDBEPP.
4)以BC为边作等边?BCF,连接AF,必定经过点P,且BE=AF=CD.
【扩展】与等腰三角形、等边三角形、直角三角形常见的费马点结论
如图所示,以边、分别向△外侧作等边三角形,连接、,交点为点,点为费马点
ABACABCDCEBPP.
图形结论
等腰三角形①∠APB∠BPC∠APC120°;
②△ABP与△ACP全等;
③△BCP为等腰三角形;
④△ABC的三顶点的距离之和为AP+BP+CP,且点P
为费马点时和最小.
等边三角形①APBPCP;
②∠APB∠BPC∠APC120°;
③△ABP、△ACP、△BCP全等;