4.如图,在锐角三角形ABC中,AB=2,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D.M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是 (
C
)

A.2
B.3
C.$\sqrt{2}$
D.$\sqrt{3}$
解析:
【分析】
本题属于轴对称最短路径问题,结合角平分线的性质求解即可:①首先利用角平分线的对称性,AD是∠BAC的角平分线,因此点N关于AD的对称点N'一定落在AC边上,根据对称的性质可得MN=MN',此时BM+MN可转化为BM+MN';②要使两条线段的和最小,根据“两点之间线段最短”,当B、M、N'三点共线时和最小,再结合“垂线段最短”可知,当BN'垂直于AC时,BN'的长度就是BM+MN的最小值;③最后在等腰直角三角形ABN'中,利用勾股定理计算BN'的长度即可。
【解析】
解:在AC边上取一点N',使得AN'=AN,连接MN'。
∵AD是∠BAC的角平分线,由角平分线的对称性可得:MN=MN',
∴BM+MN=BM+MN'。
要使BM+MN的取值最小,需使BM+MN'最小,根据两点之间线段最短可知,当B、M、N'三点共线时和最小,再结合垂线段最短可知,当BN'⊥AC时,BN'的长度就是BM+MN的最小值。
在Rt△ABN'中,∠AN'B=90°,∠BAN'=45°,
∴∠ABN'=∠BAN'=45°,即AN'=BN',
设BN'=x,则AN'=x,由勾股定理得:
$x^2 + x^2 = AB^2$
将AB=2代入得:$2x^2=4$,解得$x=\sqrt{2}$(线段长度为正,舍去负根),
即BM+MN的最小值为$\sqrt{2}$。
【答案】
C
【知识点】
最短路径问题,角平分线的性质,勾股定理
【点评】
本题是常见的将军饮马变形问题,解题的核心是利用角平分线的轴对称性将两条线段的和转化为点到直线的距离,再结合垂线段最短确定最小值的位置,最后利用勾股定理计算即可,需要学生掌握轴对称的性质和最短路径问题的转化思路。
【难度系数】
0.6