有4个工厂A、B、C、D,且AB=akm,BC=km,CD=km,∠ACB=90°,∠BCD=120°.现在要找一个供应站H的位置,使它到4个工厂的距离和HA+HB+

发布时间:2020-07-30 03:09:56

有4个工厂A、B、C、D,且AB=akm,BC=km,CD=km,∠ACB=90°,∠BCD=120°.现在要找一个供应站H的位置,使它到4个工厂的距离和HA+HB+HC+HD为最小,说明道理,并求出最小值.

网友回答

解:根据题意作图有两种情况:

(1)A、B、C、D四点构成凸四边形,
连接AC、BD其交点H为所求供应站的位置,任取一点H′,就有H′A+H′C>AC=HA+HC,
H′B+H′D>BD=HB+HD,两式相加得:H′A+H′C+H′B+H′D>HA+HB+HC+HD,所以H点到A、B、C、D的距离和为最小.
可求得AC==.过D作DE⊥BC的延长线,垂足为E.易知∠DCE=60°
∴CE=DC?cos60°=,∴DE2=BC2-CE2=BD2-(BC+EC)2=BD2-,
∴BD2=+=,
∴BD=+.
∴HA+HB+HC+HD的最小值为BD+AC=(+)a.
(2)凹四边形.

连接AC,H点与C点重合,即C点为所求供应站的位置.不妨任取一点H′,若H′在DC、AC延长线所夹的角内,就有H′A+H′D>HA+HD,H′B+H′C>CB.
故得:H′A+H′C+H′B+H′D>AC+CD+CB=HA+HB=HC=HD.
若H′在AC、BC延长线或BC、DC延长线所夹的角内,或在AC、BC、CD的延长线上,均可证得上述结论,
所以C点为所求H点位置.
AC==.
∴HA+HB+HC+HD的最小值为CA+CB+CD=.
解析分析:找到AC.BD交点H,求证H到到A、B、C、D的距离和为最小.根据勾股定理计算AC,求证HA+HB+HC+HD=BD+AC.

点评:本题考查了勾股定理在直角三角形中的运用,考查了分类讨论思想,本题中讨论四边形ABCD为凸四边形还是凹四边形是解本题的关键.
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