1、专题12 动点最值之费马点模型费马点模型:如图,在ABC内部找到一点P,使得PAPBPC的值最小.当点P满足APBBPCCPA120,则PAPBPC的值最小,P点称为三角形的费马点.特别地,ABC中,最大的角要小于120,若最大的角大于或等于120,此时费马点就是最大角的顶点A(这种情况一般不考,通常三角形的最大顶角都小于120)费马点的性质:1费马点到三角形三个顶点距离之和最小。2费马点连接三顶点所成的三夹角皆为120。 费马点最小值解法:以ABC任意一边为边向外作等边三角形,这条边所对两顶点的距离即为最小值证明过程:将APC边以A为顶点逆时针旋转60,得到AQE,连接PQ,则APQ为等边三
2、角形,PA=PQ。即PA+PB+PC=PQ+PB+PC,当B、P、Q、E四点共线时取得最小值BE例题1. 已知:ABC是锐角三角形,G是三角形内一点。AGC=AGB=BGC=120.求证:GA+GB+GC的值最小.例题2. 已知正方形ABCD内一动点E到A、B、C三点的距离之和的最小值为,求正方形的边长 【变式训练1】已知点P是ABC内一点,且它到三角形的三个顶点距离之和最小,则P点叫ABC的费马点。已经证明:在三个内角均小于120的ABC中,当APBAPCBPC120时,P就是ABC的费马点。若点P是腰长为的等腰直角三角形DEF的费马点,则PDPEPF .【变式训练2】如图,已知矩形ABCD
3、,AB=4,BC=6,点M为矩形内一点,点E为BC边上任意一点,则MA+MD+ME的最小值为_【变式训练3】如图,P是锐角ABC所在平面上一点,如果APBBPCCPA120,则点P就叫做ABC费马点。(1)当ABC是边长为4的等边三角形时,费马点P到BC边的距离为 ;(2)若点P是ABC的费马点,ABC60,PA2,PC3,则PB的值为 ;(3)如图2,在锐角BC外侧作等边ACB,连接BB.求证:BB过ABC的费马点P.【变式训练4】如图,某货运场为一个矩形场地ABCD,其中AB500米,AD800米,顶点A,D为两个出口,现在想在货运广场内建一个货物堆放平台P,在BC边上(含B,C两点)开一
4、个货物入口M,并修建三条专用车道PA,PD,PM若修建每米专用车道的费用为10000元,当M,P建在何处时,修建专用车道的费用最少?最少费用为多少?(结果保留整数)课后训练1.如图,P为正方形ABCD对角线BD上一动点,若AB2,则AP+BP+CP的最小值为()A+B+C4D32.如图,点P为锐角ABC的费马点,且PA3,PC4,ABC60,则费马距离为 . 3.如图,四边形ABCD是菱形,AB4,且ABCABE60,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60得到BN,连接EN、AM、CM,则AM+BM+CM的最小值为 4.若点P 为ABC所在平面上一点,且APBBPCC
5、PA120, 则点P叫做ABC的费马点(1)若P为锐角ABC的费马点,且ABC60,PA3,PC4, 则PB的值为 ;(2)如图,在锐角ABC的外侧作等边ACB,连结BB求证:BB 过ABC的费马点P,且BBPAPBPC5.如图1,P为ABC所在平面上一点,且APBBPCCPA120,则点P叫做ABC的费马点:(1)若点P是等边三角形三条中线的交点,点P (填是或不是)该三角形的费马点;(2)如果点P为锐角ABC的费马点,且ABC60,求证:ABPBCP;(3)已知锐角ABC,分别以AB、AC为边向外作正ABE和正ACD,CE和BD相交于P点,如图2,求CPD的度数;求证:P点为ABC的费马点.6.如图l,在ABC中,ACB90,点P为ABC内一点(1)连接PB,PC,将BCP沿射线CA方向平移,得到DAE,点B,C,P的对应点分别为点D、A、E,连接CE依题意,请在图2中补全图形;如果BPCE,BP3,AB6,求CE的长(2)如图3,以点A为旋转中心,将ABP顺时针旋转60得到AMN,连接PA、PB、PC,当AC3,AB6时,根据此图求PA+PB+PC的最小值