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我们来看这道几何题。在正方形ABCD中,边长AB等于4,对角线AC和BD相交于点O。点E在边BC上可以移动。我们需要求AE加OE的最小值。这里AE是蓝色线段,OE是绿色线段,我们要找到使这两条线段长度之和最小的点E的位置。
今天我们来解决一道经典的几何最值问题。在正方形ABCD中,边长AB等于4,对角线相交于点O,点E在边BC上移动。我们需要求出AE加OE的最小值。这是一个典型的路径最短问题,需要运用巧妙的几何变换来解决。
同学们,这是一道经典的将军饮马问题!什么是将军饮马问题呢?就是要在约束条件下找到最短路径。在这里,我们要最小化AE加OE这条折线路径的长度。解决这类问题的核心思想是:将折线路径转化为直线路径。因为我们知道,两点之间直线距离最短。那么关键就是找到合适的对称点,把这个折线问题巧妙地转化为求两点间的直线距离。
现在来看关键的几何变形。我们将点A关于直线BC作对称,得到对称点A'。根据对称的性质,AE等于A'E。因此,AE加OE就等于A'E加OE。根据几何学的基本原理,当A'、E、O三点共线时,A'E加OE取得最小值,这个最小值就是A'到O的直线距离。
现在我们来具体计算。建立坐标系,设B为原点,那么A的坐标是(0,4),O的坐标是(2,2),C的坐标是(4,0)。通过几何分析可知,A关于BC的对称点A'的坐标是(4,0),实际上就是点C。接下来计算A'到O的距离:A'O等于根号下(4减2)的平方加(0减2)的平方,等于根号8,也就是2倍根号2。
让我们来总结一下解题技巧。第一,要能够识别这是将军饮马类型的问题;第二,掌握核心方法,即将折线最短问题转化为对称点的直线最短问题;第三,找到合适的对称点进行几何变换;第四,利用两点间直线距离最短的原理求解。本题的最终答案是:AE加OE的最小值等于2倍根号2。这类问题在中考中经常出现,同学们一定要熟练掌握对称变换的方法!