线段最值问题一直是几何动点问题中的热门考点,而其中又以武汉市的填空题最后一题颇具代表性,思维有一定难度,而一旦想明白,又显得特别简单,正所谓门难入,门后是坦途。读题过程也是构图过程,最高境界是读题的过程中,图形在头脑中逐渐成型,运动过程也变得明晰。

题目

已知点D与点A(0,6),B(0,-4),C(x,y)是平行四边形的四个顶点,其中x,y满足3x-4y+12=0,则CD的最小值是_____

解析:

平行四边形四个顶点已知两个,第三个在直线上,第四个不确定,在此基础上求CD的最小值。初读后,发现这个任务不轻松,CD是平行四边形的边还是对角线?困扰了多数学生,于是,我们需要边作图,边细读第二遍。点A和点B在y轴上,点C满足的等式可以看作一个一次函数y=3/4x+3,我们先作出这些已知的图形,来尝试确定点D的位置,如下图:

先构造正确的平行四边形再求线段最小值


第一次尝试,以AB为平行四边形的一条边,结果无论点C在何处,CD∥AB且CD=AB=10,最小值?有问题!再来!

第二次尝试,以AB为平行四边形的对角线,先找到它的中点P(0,1),根据平行四边形对角线互相平分,则CD一定被点P平分,如下图:

先构造正确的平行四边形再求线段最小值


似乎比刚才的还要长,错了吗?思路没错,图形还需要修改,我们知道,CD=2PC,只要PC最小,则CD自然最小。继续观察PC的长度,其中点P为定点,点C所在直线为定直线,问题顺利转化成点到直线上何处最短,根据垂线段最短,知道当PC与直线y=3/4x+3垂直时最短,如下图:

先构造正确的平行四边形再求线段最小值


接下来的思路就是坦途了,Rt△OEF是特殊直角三角形,其三边比满足3:4:5,而与之相似的△CPF中,点F(0,3)与点P(0,1)间PF=2,于是顺利得到PC=8/5,进而得到CD=16/5,即CD的最小值为16/5.

解题反思:

整个题目的难点在于构造平行四边形,基本的分类思想是AB这条已知线段为边或对角线,排除边的可能后,利用平行四边形对角线互相平分,将CD最小值转为求PC最小值,最后根据定点P和定直线间的垂线段最短得到最后结果。

先构造正确的平行四边形再求线段最小值