“将军饮马”问题是数学趣题,可抽象为:如图(1)所示,在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河边点P处饮马后再回到B点宿营,请问怎样走才能使总的路程最短?确定最近行程的饮马点P,可以通过轴对称变换的思想解决如图(2),作点A关于直线l的对称点A1,连接A1B,交直线l于点P1,那么点P1就是所求的点.利用“将军饮马”问题的方法解决下面问题:
如图(3),在△ABC中,∠A=50°,点O为△ABC内一点,过点O分别作AC,AB的垂线,垂足分别为M,N,点P为AM上一动点,点Q为AN上一动点,连接OP,OQ,PQ,当△OPQ的周长最小时,∠POQ的度数为( )
将军饮马问题的应用
延长OM到E,使OM=EM,延长ON到F,使FN=ON,连接EF交AC于P,交AB于Q,此时,△OPQ的周长最小,根据已知条件得到∠OMA=∠ONA=90°,PO=PE,OQ=FQ,根据等腰三角形的性质得到∠E=∠EOP,∠F=∠FOQ,于是得到结论.
解:延长OM到E,使OM=EM,延长ON到F,使FN=ON,连接EF交AC于P,交AB于Q,此时,△OPQ的周长最小.
∵OM⊥AC,ON⊥AB,
∴∠OMA=∠ONA=90°,PO=PE,OQ=FQ,
∴∠E=∠EOP,∠F=∠FOQ,
∵∠A=50°,
∴∠MON=360°-90°-90°-50°=130°,
∴∠E+∠F=50°,
∴∠POQ=∠MON-∠MOP-∠NOQ=130°-50°=80°.