将军饮马模型是初中核心动点最值模型之一,它的思想是找等量关系并转化,使得原本不确定的答案能使用基本事实做出来。

原型

直线 l 上方有点 A,B,求直线 l 上一点 P 使得 AP+BP 最小

不难看出,可以将点 B 关于直线 l 做对称点 B' ,连接 AB' 交直线 l 于点 P,则点 P 为所求。

本质就是通过对称点的性质(PB=PB')将 AP+BP 转化为 AP+PB',然后根据两点之间线段最短求得点 P

进阶题型

原型是两定一动,进阶题型可能有更多的变化

一定两动

∠AOB 内有一点 P,在 OA 上有一动点 N,在 OB 上有一动点 M。当 CPNM C_{\triangle PNM} 最小时,求 M,N

仍然不难看出,做 P 关于 OB 的对称点 P1 P_1 ,和 P 关于 OA 的对称点 P2 P_2 ,连接 P1P2 P_1 P_2 分别交 OA,OB 于点 N,M ,则点 N,M 为所求。

多动点

有了这些基础思路,做多动点的题目就不难了。

ABC\triangle ABC 中,∠A=45°∠B=60°AB=10Q,N,M 分别为 BC,AC,AB 上的动点,求 CQNM C_{\triangle QNM} 最小值

由于题目多动点,较为复杂,我们不妨让 Q 定住不动,推出 N,M 关于 Q 的变化

依然是做 Q 的两个对称点连线并取交点(这里不过多赘述)。这样我们做出来了对于 Q 的周长最小做法。

不难发现, AQ1=AQ=AQ2 AQ_1 = AQ = AQ_2 。因此我们将它们连起来方便观察

因为 ∠BAC=45° ,又是对称,则 Q1AQ2=90 \angle Q_1 A Q_2 = 90^{\circ} 。因为周长最小值已经转化为使 Q1Q2 Q_1 Q_2 最小,而 AQ1Q2 \triangle A Q_1 Q_2 三边比例不变,所以需要让 AQ1 AQ_1 AQ2 AQ_2 最小,即让 AQ 最小

不难发现,当 AQBCAQ \bot BC (即 AQ 是 ABC\triangle ABC 高线时)时,AQ 最小。且因为 AQ1:AQ2:Q1Q2=1:1:2 AQ_1 : AQ_2 : Q_1 Q_2 = 1:1:\sqrt{2} ,整理得 CQMN =2AQ C_{\triangle QMN} = \sqrt{2}AQ

因为∠B=60°AB=10,所以 AQ=cos3010=53AQ=cos30^{\circ} \cdot 10 = 5 \sqrt{3} ,所以 CQMN =56 C_{\triangle QMN} = 5 \sqrt{6}

总结

做将军饮马最重要的就是灵活的思维,需要找到正确的等量关系,只要等量关系找对了,题目基本上就能拿下