在平面幾何中有一類求線段和最小值問題，這類問題源自古羅馬時代“将軍飲馬”問題。

傳說亞曆山大城有一位精通數學和物理的學者，名叫海倫(已知三角形三邊a，b，c，求面積S可用公式S=√[p(p-a)(p-b)(p-c)]計算，其中p表示三角形的半周長，即p=(a b c)/2．這個公式就是海倫發現的)，一天，一位羅馬将軍專程去拜訪他，向他請教一個百思不得其解的問題：

将軍每天從軍營A出發，先到河邊飲馬，然後再去河岸同側的B地開會，應該怎樣走才能使路程最短？

從此，這個問題被稱為“将軍飲馬”問題，在世界各地廣泛流傳．

“将軍飲馬”問題，我國唐朝詩人李颀的詩《古從軍行》開頭兩句“白日登山望烽火，黃昏飲馬傍交河 ”與“将軍飲馬”情景何其相似，詩中說的是一位将軍白天騎馬去山上點A處巡查烽火台，黃昏時牽馬到河邊飲水，然後回到與河同岸的營地B宿營。如果詩中再提出這個将軍該走哪條路線使路程最短，那麼這個就跟“将軍飲馬”問題完全相同了。

這個問題的解決并不難，據說當時海倫略加思索就解決了它．

事實上，這個問題轉化為數學問題就是這樣一個求線段河最小值的問題：

如圖1，已知直線l的同側有A、B兩點，在直線l上求作一個點P，使PA PB最小。

把P視為直線l上的動點，則問題就變成了确定動點P的位置，使得PA PB最小。

母庸質疑，海倫解決的方法和我們今天解決的方法是一樣滴，利用軸對稱變換将A、B兩點中的一個點變換到直線l的另一側，比如作點A關于直線l的對稱點C（這裡要明白為什麼要作軸對稱？原因很簡單，因為這樣做雖然點A的位置變了，但能保證點P到A的新位置C的距離PC與原來P到A的距離PA不變，即PC=PA），此時問題變為要使PA PB最小，隻需要PC PB最小即可。

由于不論點P在何位置，根據“兩點之間，線段最短”可知總有PC PB≥BC，當點P與B、C共線時，等号成立，PC PB最小=BC。因此，連接BC，則BC與直線l的交點就是做求作的點P的位置。

“将軍飲馬”問題實際上是“兩點一線一動點，動定之和路最短”模型，求解模式是“定點變換另一邊，兩點連線定動點”。

“将軍飲馬”問題傳開後，以“将軍飲馬”為原型的幾何問題可謂是如雨後春筍，層出不窮，各種各樣的變式題、創新題鋪天蓋地，從一個動點到兩個三個動點的問題比比皆是；從兩條線段和的最小值到三條、四條線段和的最小值應有盡有。下面分别介紹之。

（一）一個動點

例1 如圖2，△ABC中，∠BAC=30°，D是AB的中點，P是AC上的動點，當PB PD最小時，求∠PBA的度數。

分析：對照“将軍飲馬”，這裡的兩點是B和D，直線是AC，動點是P。欲求當PB PD最小時∠PBA的度數，先确定點P的位置。

根據“将軍飲馬”的求解思路方法，作點B關于AC的對稱點E，連接PE，則PB=PE，所以PB PD=PE PD≥DE，所以PB PD的最小值為DE，此時點P為DE與AC的交點，所以連接DE交AC于P。

連接AE，則∠EAC=∠BAC=30°，所以∠BAE=60°，

又因為AB=AE，所以△ABE是等邊三角形，

因為D是AB的中點，所以ED垂直平分AB，

所以PB=PA，所以∠PBA=∠PAB=30°。

（二）兩個動點

例2 如圖3，正△ABC的邊長為4，P、Q分别是AB、BC上的動點，D是AC的中點，求△DPQ周長的最小值。

分析：因為P、Q是動點，D是定點，所以分别作點D關于AB、BC的軸對稱點E、F，連接PE、QF，EF。則

PD=PE，QD=QF，

所以△PQD的周長=PD QD PQ

=PE QF PQ≥EF，

所以△DPQ周長最小值為EF的長，此時，點P為EF與AB的交點，點Q為EF與BC的交點。

在△DEF中，由已知易得

DE=DF=2√3，∠EDF=120°，

作EF上的高DG，則易得EF=6，

所以△DPQ周長最小值為6.

（三）三個動點

例3 如圖4，△ABC中，AB=7，AC=4√2，∠BAC=45°，P、Q、R分别是AB、BC、AC邊上的動點，則△PQR周長的最小值為______。

分析：将△PQR三邊中的兩邊進行變換，使三邊構成一條不封閉的折線，以便運用“兩點之間，線段最短”确定動點的位置。因為PR是特殊角∠BAC之間的線段，所以保持PR不變，将RQ和PQ分别進行軸對稱變換。

分别作點Q關于AB、AC的對稱點D、E，連接DA、DP、DQ，EA、ER、EQ，DE，AQ。則

PQ=PD，RQ=RE，AD=AQ=AE，∠DAB=∠BAQ，∠EAC=∠CAQ，

所以△PQR的周長=PQ RQ PR

=PD RE PR≥DE，

所以△PQR周長最小值為DE的最小值。

因為∠BAC=45°，

所以∠DAE=90°，

所以△ADE是等腰直角三角形，

所以DE=√2AD=√2AQ，

所以當AQ最小時，DE最小。

因為Q是BC上的動點，

所以當AQ⊥BC時，AQ最短。

作CG⊥AB于G。則

AG=CG=AC·sin∠BAC

=4√2·sin45°=4，

所以BG=7-4=3，△ABC的面積為1/2·7·4=14，

所以BC=5，

所以1/2·5·AQ=14，

所以AQ最小值為28/5，

所以DE最小值為√2·28/5=28√2/5.

所以△PQR周長最小值為28√2/5.

（四）四個動點

例4 如圖5，矩形ABCD中，AB=4，AD=6，P是BC上的動點，E、F分别是AD，CD上動點，Q是EF的中點，則AP PQ QF的最小值是_______。

分析：首先注意到點Q是EF的中點，而∠EDF=90°，所以QF=QD。

作點A關于BC的對稱點G，連接PG，連接DG。則PA=PG，AG=8，

所以AP PQ QF=GP PQ QD≥GD。

由已知,及勾股定理，易得DG=10，

所以AP PQ QF的最小值是10.

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!