A、B、C、D四个城市恰好为一个正方形的四个顶点,要建立一个公路系统,使每两个城市之间都有公路相通,并使整个公路系统的总

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  • 解题思路:在正方形的内部首先确定两点,把这两个点连接P,Q,然后把这两个点分别与与A,B,C,D中的两个点连接,即可构成一个公路系统,然后利用两点之间线段最短,即可重新确定P,Q的位置即可.

    作等边△ABE和等边△CDF,等边△BPM.

    由于将曲线段用直线段代替,长度不会增加,因此可以假定公路系统如第一个图所示(必要时,P、Q两点可以重合).

    如第二个图所示,作等边△ABE和△CDF,再作等边△BPM.

    易证△ABP≌△EBM,则AP=EM

    从而AP+BP=EM+MP≥EP,当且仅当M在EP上时上式等号成立.

    同理可证CQ+DQ≥QF

    故AP+BP+PQ+CQ+DQ≥EP+PQ+QF≥EF,

    当且仅当P、Q都在EF上时,上式等号成立.

    易证当∠ABP=∠BAP=30°时,M在EP上,

    同理,当∠DCQ=∠CDQ=30°时,CQ+DQ=QF.

    故如第三个图所示的情况时,AP+BP+PQ+CQ+DQ最小.

    点评:

    本题考点: 作图—应用与设计作图.

    考点点评: 本题考查了两点之间线段最短,以及三角形全等的判定,首先假设P,Q的位置,然后根据两点之间线段最短再确定P、Q的位置是基本的思路.

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