(2010•永州)探究問(wèn)題:
(1)閱讀理解:
①如圖(A),在已知△ABC所在平面上存在一點(diǎn)P,使它到三角形頂點(diǎn)的距離之和最小,則稱點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),此時(shí)PA+PB+PC的值為△ABC的費(fèi)馬距離;
②如圖(B),若四邊形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一圓上,則有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此為托勒密定理;

(2)知識(shí)遷移:
①請(qǐng)你利用托勒密定理,解決如下問(wèn)題:
如圖(C),已知點(diǎn)P為等邊△ABC外接圓的上任意一點(diǎn).求證:PB+PC=PA;
②根據(jù)(2)①的結(jié)論,我們有如下探尋△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的費(fèi)馬點(diǎn)和費(fèi)馬距離的方法:
第一步:如圖(D),在△ABC的外部以BC為邊長(zhǎng)作等邊△BCD及其外接圓;
第二步:在上任取一點(diǎn)P′,連接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:請(qǐng)你根據(jù)(1)①中定義,在圖(D)中找出△ABC的費(fèi)馬點(diǎn)P,并請(qǐng)指出線段______的長(zhǎng)度即為△ABC的費(fèi)馬距離.

(3)知識(shí)應(yīng)用:
2010年4月,我國(guó)西南地區(qū)出現(xiàn)了罕見(jiàn)的持續(xù)干旱現(xiàn)象,許多村莊出現(xiàn)了人、畜飲水困難,為解決老百姓的飲水問(wèn)題,解放軍某部來(lái)到云南某地打井取水.
已知三村莊A、B、C構(gòu)成了如圖(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),現(xiàn)選取一點(diǎn)P打水井,使從水井P到三村莊A、B、C所鋪設(shè)的輸水管總長(zhǎng)度最小,求輸水管總長(zhǎng)度的最小值.

【答案】分析:(2)知識(shí)遷移①問(wèn),只需按照題意套用托勒密定理,再利用等邊三角形三邊相等,將所得等式兩邊都除以等邊三角形的邊長(zhǎng),即可獲證. ②問(wèn),借用①問(wèn)結(jié)論,及線段的性質(zhì)“兩點(diǎn)之間線段最短”數(shù)學(xué)容易獲解.
(3)知識(shí)應(yīng)用,在(2)的基礎(chǔ)上先畫出圖形,再求解.
解答:(2)①證明:由托勒密定理可知PB•AC+PC•AB=PA•BC
∵△ABC是等邊三角形
∴AB=AC=BC,
∴PB+PC=PA,
②P′D、AD,

(3)解:如圖,以BC為邊長(zhǎng)在△ABC的外部作等邊△BCD,連接AD,則知線段AD的長(zhǎng)即為△ABC的費(fèi)馬距離.
∵△BCD為等邊三角形,BC=4,
∴∠CBD=60°,BD=BC=4,
∵∠ABC=30°,∴∠ABD=90°,
在Rt△ABD中,∵AB=3,BD=4,
∴AD===5(km),
∴從水井P到三村莊A、B、C所鋪設(shè)的輸水管總長(zhǎng)度的最小值為5km.
點(diǎn)評(píng):此題是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的題目,主要考查等邊三角形的性質(zhì)、三角形相似、解直角三角形等知識(shí).難度很大,有利于培養(yǎng)同學(xué)們鉆研問(wèn)題和探索問(wèn)題的精神.
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(2010•永州)探究問(wèn)題:
(1)閱讀理解:
①如圖(A),在已知△ABC所在平面上存在一點(diǎn)P,使它到三角形頂點(diǎn)的距離之和最小,則稱點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),此時(shí)PA+PB+PC的值為△ABC的費(fèi)馬距離;
②如圖(B),若四邊形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一圓上,則有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此為托勒密定理;

(2)知識(shí)遷移:
①請(qǐng)你利用托勒密定理,解決如下問(wèn)題:
如圖(C),已知點(diǎn)P為等邊△ABC外接圓的上任意一點(diǎn).求證:PB+PC=PA;
②根據(jù)(2)①的結(jié)論,我們有如下探尋△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的費(fèi)馬點(diǎn)和費(fèi)馬距離的方法:
第一步:如圖(D),在△ABC的外部以BC為邊長(zhǎng)作等邊△BCD及其外接圓;
第二步:在上任取一點(diǎn)P′,連接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:請(qǐng)你根據(jù)(1)①中定義,在圖(D)中找出△ABC的費(fèi)馬點(diǎn)P,并請(qǐng)指出線段______的長(zhǎng)度即為△ABC的費(fèi)馬距離.

(3)知識(shí)應(yīng)用:
2010年4月,我國(guó)西南地區(qū)出現(xiàn)了罕見(jiàn)的持續(xù)干旱現(xiàn)象,許多村莊出現(xiàn)了人、畜飲水困難,為解決老百姓的飲水問(wèn)題,解放軍某部來(lái)到云南某地打井取水.
已知三村莊A、B、C構(gòu)成了如圖(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),現(xiàn)選取一點(diǎn)P打水井,使從水井P到三村莊A、B、C所鋪設(shè)的輸水管總長(zhǎng)度最小,求輸水管總長(zhǎng)度的最小值.

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(1)閱讀理解:
①如圖(A),在已知△ABC所在平面上存在一點(diǎn)P,使它到三角形頂點(diǎn)的距離之和最小,則稱點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),此時(shí)PA+PB+PC的值為△ABC的費(fèi)馬距離;
②如圖(B),若四邊形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一圓上,則有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此為托勒密定理;

(2)知識(shí)遷移:
①請(qǐng)你利用托勒密定理,解決如下問(wèn)題:
如圖(C),已知點(diǎn)P為等邊△ABC外接圓的上任意一點(diǎn).求證:PB+PC=PA;
②根據(jù)(2)①的結(jié)論,我們有如下探尋△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的費(fèi)馬點(diǎn)和費(fèi)馬距離的方法:
第一步:如圖(D),在△ABC的外部以BC為邊長(zhǎng)作等邊△BCD及其外接圓;
第二步:在上任取一點(diǎn)P′,連接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:請(qǐng)你根據(jù)(1)①中定義,在圖(D)中找出△ABC的費(fèi)馬點(diǎn)P,并請(qǐng)指出線段______的長(zhǎng)度即為△ABC的費(fèi)馬距離.

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已知三村莊A、B、C構(gòu)成了如圖(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),現(xiàn)選取一點(diǎn)P打水井,使從水井P到三村莊A、B、C所鋪設(shè)的輸水管總長(zhǎng)度最小,求輸水管總長(zhǎng)度的最小值.

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①如圖(A),在已知△ABC所在平面上存在一點(diǎn)P,使它到三角形頂點(diǎn)的距離之和最小,則稱點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),此時(shí)PA+PB+PC的值為△ABC的費(fèi)馬距離;
②如圖(B),若四邊形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一圓上,則有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此為托勒密定理;

(2)知識(shí)遷移:
①請(qǐng)你利用托勒密定理,解決如下問(wèn)題:
如圖(C),已知點(diǎn)P為等邊△ABC外接圓的上任意一點(diǎn).求證:PB+PC=PA;
②根據(jù)(2)①的結(jié)論,我們有如下探尋△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的費(fèi)馬點(diǎn)和費(fèi)馬距離的方法:
第一步:如圖(D),在△ABC的外部以BC為邊長(zhǎng)作等邊△BCD及其外接圓;
第二步:在上任取一點(diǎn)P′,連接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:請(qǐng)你根據(jù)(1)①中定義,在圖(D)中找出△ABC的費(fèi)馬點(diǎn)P,并請(qǐng)指出線段______的長(zhǎng)度即為△ABC的費(fèi)馬距離.

(3)知識(shí)應(yīng)用:
2010年4月,我國(guó)西南地區(qū)出現(xiàn)了罕見(jiàn)的持續(xù)干旱現(xiàn)象,許多村莊出現(xiàn)了人、畜飲水困難,為解決老百姓的飲水問(wèn)題,解放軍某部來(lái)到云南某地打井取水.
已知三村莊A、B、C構(gòu)成了如圖(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),現(xiàn)選取一點(diǎn)P打水井,使從水井P到三村莊A、B、C所鋪設(shè)的輸水管總長(zhǎng)度最小,求輸水管總長(zhǎng)度的最小值.

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(1)閱讀理解:
①如圖(A),在已知△ABC所在平面上存在一點(diǎn)P,使它到三角形頂點(diǎn)的距離之和最小,則稱點(diǎn)P為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),此時(shí)PA+PB+PC的值為△ABC的費(fèi)馬距離;
②如圖(B),若四邊形ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一圓上,則有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此為托勒密定理;

(2)知識(shí)遷移:
①請(qǐng)你利用托勒密定理,解決如下問(wèn)題:
如圖(C),已知點(diǎn)P為等邊△ABC外接圓的上任意一點(diǎn).求證:PB+PC=PA;
②根據(jù)(2)①的結(jié)論,我們有如下探尋△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的費(fèi)馬點(diǎn)和費(fèi)馬距離的方法:
第一步:如圖(D),在△ABC的外部以BC為邊長(zhǎng)作等邊△BCD及其外接圓;
第二步:在上任取一點(diǎn)P′,連接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:請(qǐng)你根據(jù)(1)①中定義,在圖(D)中找出△ABC的費(fèi)馬點(diǎn)P,并請(qǐng)指出線段______的長(zhǎng)度即為△ABC的費(fèi)馬距離.

(3)知識(shí)應(yīng)用:
2010年4月,我國(guó)西南地區(qū)出現(xiàn)了罕見(jiàn)的持續(xù)干旱現(xiàn)象,許多村莊出現(xiàn)了人、畜飲水困難,為解決老百姓的飲水問(wèn)題,解放軍某部來(lái)到云南某地打井取水.
已知三村莊A、B、C構(gòu)成了如圖(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),現(xiàn)選取一點(diǎn)P打水井,使從水井P到三村莊A、B、C所鋪設(shè)的輸水管總長(zhǎng)度最小,求輸水管總長(zhǎng)度的最小值.

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