构造相似三角形 破解一类最值题

来源 :初中生世界·九年级 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zz5616527
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  如图1,已知直线AB:y=[-34]x 3与x轴交于点A,与y轴交于点B,点E(2,0)在x轴上,将线段OE绕点O逆时针旋轉得到OE′,旋转角为α(0°<α<90°),连接E′A、E′B,求[23]E′B E′A的最小值.
  【思路突破】首先理解题目,弄清题目已知什么,用自己的语言叙述题目条件并与学过的知识联系起来.题目已知直线AB:y=[-34]x 3与x轴交于点A,与y轴交于点B,告诉我们点A(4,0),B(0,3).点E(2,0)在x轴上,将线段OE绕点O逆时针旋转得到OE′,则说明点E′是以原点为圆心,2为半径的圆上的动点.题目要求[23]E′B E′A的最小值,这个问题以前没有见过,是个新问题.与这个问题相似的是求两条折线段的和的最小值,那么我们能不能将[23]E′B转化成某一条线段,从而将新问题转化为我们熟悉的问题?又该从何处着手将[23]E′B转化成系数为1的某一条线段?先进行直觉判断,题中的直线AB与y轴交于点B,其中OB=3,OE′=OE=2,比值恰好是[23],由比值[23]猜想是否可以构造一对相似比为[23]的相似三角形△COE′∽△E′OB?试试在y轴上取点C(0,[43]),连CE′,则[OCOE′]=[OE′OB]=[23],又∠COE′=∠E′OB,所以△COE′∽△E′OB,从而[CE′BE′]=[OE′OB]=[23],即CE′=[23]E′B,这样欲寻找的[23]E′B E′A的最小值就转化为寻找CE′ E′A的最小值,由于点A、C是定点,因此只要点A、E′、C三点共线时就能取得最小值,[23]E′B E′A=CE′ E′A≥AC,而AC=[OC2 OA2]=[(43)2 42]=
  [4103],因此[23]E′B E′A的最小值为[4103].
  【解后反思】解题要有灵感,不可呆板,题目要求[23]E′B E′A的最小值,这是一个以前没有见过的新问题.解题的切入口是联想以前做过的问题,将[23]E′B转化成另一条线段CE′,从而将没有见过的问题转化为已经解决的问题.转化的方法是由题目条件得出OB=3,O′E=OE=2,联想比值[23],从而将我们的思路往构造相似三角形的方向上引导,转化是解题的根本手段.
  【同类题巩固】
  1.如图3,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,⊙C的半径为2,点P为⊙C的一动点,连接AP、BP,则PA [12]PB的最小值为 .
  【解析】解决问题的关键是将[12]PB转化为系数为1的某一线段,因此需要找一个定点,构造一对相似三角形来转化.问题转化为“两定一动”,当三点共线时得到线段和的最小值.考虑到BC=2PC,在CB上取点D,使CD=1,连接PC、PD,如图4,则[CDCP]=[CPCB]=[12],又∠PCD
  =∠BCP,所以△CDP∽△CPB,DP=[12]BP,PA [12]PB=PA PD≥AD,当A、P、D三点共线时等号成立. AD=[CA2 CD2]=[37],故PA [12]PB的最小值为[37].
  2.已知:⊙M的圆心为M(4,4),半径为[22],A(6,-1),O为坐标原点,动点P在⊙M上,则PO 2PA的最小值为
  【解析】考虑到OM=2PM,在OM上找一点B(3,3),连BP,则BM=[12]PM,由[BMPM]=[PMOM]=[12],又∠M=∠M,所以△MBP∽△MPO,所以BP=[12]PO,PO 2PA=2([12]PO PA)=2(BP PA)≥2BA,当A、P、B三点共线时等号成立.根据勾股定理得AB=5,故PO 2PA的最小值为10.
  3.已知:⊙B的圆心为B(1,1),交y轴于C(0,3),动点P在⊙B上,连接PC、PO.则[2]PC
   [5]PO的最小值为 .
  【解析】⊙B的半径为[5],OB=[2],如图8,连接BP,BO,在BO延长线上取点D([-32],[-32]),则DB=[522],所以[OBPB]=[PBDB]=[25],又∠B=∠B,所以△OBP∽△PBD,所以DP=[52PO],[2PC] [5PO]=[2](PC [52PO])=[2](PC PD)≥[2CD],当C、P、D三点共线时等号成立.故[2]PC [5]PO的最小值为[35].
  (作者单位:江苏省东台市实验中学)
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