如图,已知点 A 是第一象限内横坐标为 √3 的一个定点,AC⊥x 轴于点 M,交直线 y=-x 于点 N.若点 P 是线段 ON 上的一个动点,∠APB=30°,BA⊥PA,则点 P 在线段 ON 上运动时,A 点不变,B 点随之运动.求当点 P 从点 O 运动到点 N 时,点 B 运动的路径长为多少?
📊 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. 定点与动点分析:点 A(√3, yA) 为定点,P 为主动点(在线段 ON 上运动),B 为从动点。 2. 瓜豆定角定比变换:在 Rt△PAB 中,∠PAB = 90°,∠APB = 30°, 故 AB / AP = tan 30° = 1/√3(恒定定比),且 ∠PAB = 90°(恒定定角)! 这表明点 B 是点 P 绕定点 A 旋转 90° 并按 1/√3 比例缩放得到的。 3. 轨迹长度定理:从动点 B 的轨迹长度 = 主动点 P 的轨迹长度 × 放缩比例 = ON × (1/√3)。 4. 计算求解:M(√3, 0),N 在直线 y = -x 上,故 N(√3, -√3),线段 ON 的长度为 √6,故 B 的路径长为 √6 × (1/√3) = √2。
📝 完整推导与几何证明
① 分析直角三角形 APB 的相似变换: 在 Rt△APB 中,BA ⊥ PA,∠APB = 30°, ∴ AB / AP = tan 30° = 1/√3; 当 P 运动至 ON 上的任一点 Pi 时,设对应动点为 Bi,连接 APi,ABi; 易证 △AB₁B₂ ∽ △AON,相似比为 AB₁ / AP = 1/√3; ② 计算主动点路径长 ON: 直线 ON 解析式为 y = -x,点 A 横坐标为 √3,AC ⊥ x 轴于点 M, ∴ 点 N 的坐标为 (√3, -√3); 在 Rt△OMN 中,OM = MN = √3,∴ ON = √(OM² + MN²) = √6; ③ 计算从动点 B 的路径长 B₁B₂: 根据瓜豆原理路径长定理: B₁B₂ = ON × (1/√3) = √6 / √3 = √2。 故点 B 运动的路径长为 √2。