=180°,∠ADP+∠ADE=180°,即B、P、D、E四点共线,故PA+PB+PC=PD+PB+DE=BE.在△ABC中,另取一点P′,易知点P′与三个顶点连线的夹角不相等,可证明B、P′、D′、E四点不共线,所以P′A+P′B+P′C>PA+PB+PC,即点P到三个顶点距离之和最小.
【探究】(1)如图2,P为△ABC内一点,∠APB=∠BPC=120°,证明PA+PB+PC的值最小;
【拓展】(2)如图3,△ABC中,AC=6,BC=8,∠ACB=30°,且点P为△ABC内一点,求点P到三个顶点的距离之和的最小值.
解:(1)如图1,将△ACP绕点A逆时针旋转60°得到△ADE,
∴∠PAD=60°,△PAC≌△DAE, ∴PA=DA、PC=DE、∠APC=∠ADE=120°, ∴△APD为等边三角形, ∴PA=PD,∠APD=∠ADP=60°,
∴∠APB+∠APD=120°+60°=180°,∠ADP+∠ADE=180°,即B、P、D、E四点共线,
∴PA+PB+PC=PD+PB+DE=BE. ∴PA+PB+PC的值最小.
(2)如图,分别以AB、BC为边在△ABC外作等边三角形,连接CD、AE交于点P,
第26页(共32页)
∴AB=DB、BE=BC=8、∠ABD=∠EBC=60°, ∴∠ABE=∠DBC, 在△ABE和△DBC中, ∵
,
∴△ABE≌△DBC(SAS), ∴CD=AE、∠BAE=∠BDC, 又∵∠AOP=∠BOD, ∴∠APO=∠OBD=60°, 在DO上截取DQ=AP,连接BQ, 在△ABP和△DBQ中, ∵
,
∴△ABP≌△DBQ(SAS), ∴BP=BQ,∠PBA=∠QBD, 又∵∠QBD+∠QBA=60°,
∴∠PBA+∠QBA=60°,即∠PBQ=60°, ∴△PBQ为等边三角形, ∴PB=PQ,
则PA+PB+PC=DQ+PQ+PC=CD=AE, 在Rt△ACE中,∵AC=6、CE=8, ∴AE=CD=10,
故点P到三个顶点的距离之和的最小值为10.
第27页(共32页)
25.(12分)(2016?朝阳)如图1,已知抛物线y=(x﹣2)(x+a)(a>0)与x轴从左至右交于A,B两点,与y轴交于点C.
(1)若抛物线过点T(1,﹣),求抛物线的解析式;
(2)在第二象限内的抛物线上是否存在点D,使得以A、B、D三点为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求a的值;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,在(1)的条件下,点P的坐标为(﹣1,1),点Q(6,t)是抛物线上的点,在x轴上,从左至右有M、N两点,且MN=2,问MN在x轴上移动到何处时,四边形PQNM的周长最小?请直接写出符合条件的点M的坐标.
解:(1)如图1,把T(1,﹣)代入抛物线y=(x﹣2)(x+a)得: ﹣=(1﹣2)(1+a), 解得:a=4,
∴抛物线的解析式为:y=x2+x﹣2; (2)当x=0时,y=×(﹣2)×a=﹣2, ∴C(0,﹣2),
当y=0时,(x﹣2)(x+a)=0, x1=2,x2=﹣a,
∴A(﹣a,0)、B(2,0), 如图2,过D作DE⊥x轴于E, 设D(m,n),
∵点D在第二象限,∠DAB为钝角, ∴分两种情况:
①如图2,当△BDA∽△ABC时,∠BAC=∠ABD,
第28页(共32页)
∴tan∠BAC=tan∠ABD,即∴n=
,
,
,
则,
解得:m=﹣2﹣a或2, ∴E(﹣2﹣a,0), 由勾股定理得:AC=∵∴
, =
=
,
,
BD=,
∵△BDA∽△ABC, ∴
,
∴AB2=AC?BD, 即(a+2)2=
?
,
解得:0=16,此方程无解;
②当△DBA∽△ABC时,如图3,∠ABC=∠ABD, ∵B(2,0),C(0,﹣2), ∴OB=OC=2,
∴△OBC是等腰直角三角形, 有BC=2
,
∴∠OCB=∠OBC=45°, ∴∠ABC=∠ABD=45°, ∴DE=BE,
第29页(共32页)
n=﹣m+2, ∴BD=
,
∵△DBA∽△ABC, ∴
,
∴AB2=BD?BC, ∴(a+2)2=
?2
=4n,
则,
解得:,
则a=2+2;
(3)当x=6时,y=(6﹣2)(6+4)=10, ∴Q(6,10),
如图4,作P关于x轴的对称点P′,过P′作P′G∥x轴,且P′G=2,连接GQ交x轴于N,过P′作P′M∥GN,交x轴于M,
此时,QG就是MP+NQ的最小值,由于PQ、NM为定值,所以此时,四边形PMNQ的周长最小, ∵P(﹣1,1), ∴P′(﹣1,﹣1), ∵P′G∥MN,P′M∥GN, ∴四边形P′GNM是平行四边形, ∴MN=P′G=2,NG=P′M=PM, ∴G(1,﹣1),
设GQ的解析式为:y=kx+b,
把G(1,﹣1)和Q(6,10)代入得:
,
第30页(共32页)