如图,已知点 A(-3,0),B(0,3),C(-1,4),动点 P 在线段 AB 上,点 P、C、M 按逆时针顺序排列,且 ∠CPM=90°,CP=MP,当点 P 从点 A 运动到点 B 时,求点 M 运动的路径长.
📊 几何量度与最值对比
主动点(瓜)
从动点(豆)
运动轨迹
瓜豆辅助形
目标测量线
🧠 瓜豆原理核心剖析
1. 确定定点与主动点:点 C(-1,4) 为定点,点 P 为主动点(在线段 AB 上运动),M 为从动点。 2. 瓜豆旋转放缩变换:△CPM 为等腰直角三角形,∠CPM = 90°,CP = MP。 在 Rt△CPM 中,斜边 CM = √2 CP,且 ∠PCM = 45°。 因此,从定点 C 观察,点 M 是由点 P 绕点 C 顺时针旋转 45° 并伸长为 √2 倍得到的! 3. 轨迹长度比例定理:从动点 M 的轨迹长度等于主动点 P 的轨迹长度乘以相似放缩比 k = √2。
📝 完整推导与几何证明
① 计算主动点 P 的路径长: 点 A(-3,0),点 B(0,3),线段 AB 的长度为: AB = √[(-3-0)² + (0-3)²] = 3√2; ② 确定瓜豆放缩比例: 由 ∠CPM = 90°,CP = MP,得 CM / CP = √2; ③ 计算从动点 M 路径长: 根据瓜豆原理相似变换定理: M 的路径长 = P 的路径长 × (CM / CP) = 3√2 × √2 = 6; ④ 在直角坐标系中,点 M 的轨迹刚好是直线 x = 1 上从 (1,-2) 到 (1,4) 的一条垂直线段,长度恰好为 4 - (-2) = 6。