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文檔簡(jiǎn)介
專題2-1將軍飲馬等8類常見最值問題
題型一兩定一動(dòng)型(線段和差最值問題)
題型二雙動(dòng)點(diǎn)最值問題(兩次對(duì)稱)
題型三動(dòng)線段問題:造橋選址(構(gòu)造平行四邊形)
題型四垂線段最短
題型五相對(duì)運(yùn)動(dòng)平移型將軍飲馬
題型六通過瓜豆得出軌跡后將軍飲馬
題型七化斜為直,斜大于直
題型八構(gòu)造二次函數(shù)模型求最值
一、單動(dòng)點(diǎn)問題
【問題1】在直線l上求一點(diǎn)P,使PA+PB最小
問題解決:連接AB,與l交點(diǎn)即為P,兩點(diǎn)之間線段最短PA+PB最小值為AB
【問題2】在直線l上求一點(diǎn)P,使PA+PB最小
問題解決:作B關(guān)于l的對(duì)稱點(diǎn)B'PB=PB',則PA+PB=PA+PB',當(dāng)A,P,B'共線時(shí)取最小,原
理:兩點(diǎn)之間線段最短,即PA+P?B最小值為AB'
【問題3】在直線l上求一點(diǎn)P,使|PA-PB|最大
問題解決:連接AB,當(dāng)A,B,P共線時(shí)取最大
原理:三角形兩邊之和大于第三邊,在△AB'P中,|PA-PB'|≤AB'
【問題4】在直線l上求一點(diǎn)P,使|PA-PB|最大
問題解決:作B關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)B'PB=PB',|PA-PB|=|PA-PB'|
?
原理:三角形兩邊之和大于第三邊,連接AB',在△AB'P中|PA-PB'|≤AB'
二、雙動(dòng)點(diǎn)問題(作兩次對(duì)稱)
【問題5】在直線l1,l2上分別求點(diǎn)M,N,使△PMN周長(zhǎng)最小
問題解決:分別作點(diǎn)P關(guān)于兩直線的對(duì)稱點(diǎn)P’和P'',PM=P'M,PN=P''N,
原理:兩點(diǎn)之間線段最短,P',P'',與兩直線交點(diǎn)即為M,N,則AM+MN+PN的最小值為線段P'P''
的長(zhǎng)
【問題6】P,Q為定點(diǎn),在直線l1,l2上分別求點(diǎn)M,N,使四邊形PQMN周長(zhǎng)最小
問題解決:分別作點(diǎn)P,Q關(guān)于直線l1,l2的對(duì)稱點(diǎn)P’和Q',PM=P'M,QN=Q'N
原理:兩點(diǎn)之間線段最短,連接P'Q',與兩直線交點(diǎn)即為M,N,則PM+MN+QN的最小值為線段
P'Q'的長(zhǎng),周長(zhǎng)最小值為P'Q'+PQ
【問題7】A,B分別為l1,l2上的定點(diǎn),M,N分別為l1,l2上的動(dòng)點(diǎn),求AN+MN+BM最小值
問題解決:分別作A,B關(guān)于l1,l2的對(duì)稱點(diǎn)A',B',則AN=A'N,BM=B'M,A'B'即所求
原理:兩點(diǎn)之間距離最短,A',N,M,B'共線時(shí)取最小,則AN+MN+BM=A'N+MN+B'M≤A'B'
三、動(dòng)線段問題(造橋選址)
【問題8】直線m∥n,在m,n上分別求點(diǎn)M,N,使MN⊥m,且AM+MN+BN的最小值
問題解決:將點(diǎn)B向上平移MN的長(zhǎng)度單位得B',連接B'M,當(dāng)AB'M共線時(shí)有最小值
原理:通過構(gòu)造平行四邊形轉(zhuǎn)換成普通將軍飲馬,AM+MN+BN=AM+MN+B'M≤AB'+MN
【問題9】在直線l上求兩點(diǎn)M,N(M在左)且MN=a,求AM+MN+BN的最小值
問題解決:將B點(diǎn)向左移動(dòng)a個(gè)單位長(zhǎng)度,再作B'關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)B'',當(dāng)AB''M共線有最小值
原理:通過平移構(gòu)造平行四邊BB'MNBN=B'M=B''M,
AM+MN+BN=AM+MN+B''MAB''
四、垂線段最短
【問題10】在直線l1,l2上分別求點(diǎn)A,B,使PB+AB最小
問題解決:作P關(guān)于l2的對(duì)稱點(diǎn)P',作P'Al1于A,交l2于B,P'A即所求
原理:點(diǎn)到直線,垂線段最短,PB+AB=P'B+ABP'A
五、相對(duì)運(yùn)動(dòng),平移型將軍飲馬
【問題11】在直線l上求兩點(diǎn)M,N(M在左)且MN=a,求AM+AN的最小值
問題解決:相對(duì)運(yùn)動(dòng)或構(gòu)造平行四邊形
策略一:相對(duì)運(yùn)動(dòng)思想
過點(diǎn)A作MN的平行線,相對(duì)MN,點(diǎn)A在該平行線上運(yùn)動(dòng),則可轉(zhuǎn)化為普通飲馬問題
策略二:構(gòu)造平行四邊形等量代換,同問題9.
六、瓜豆軌跡,手拉手藏軌跡
【問題12】如圖,點(diǎn)P在直線BC上運(yùn)動(dòng),將點(diǎn)P繞定點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,得到點(diǎn)Q,求Q點(diǎn)
軌跡?
問題解決:當(dāng)AP與AQ夾角固定且AP:AQ為定值的話,P、Q軌跡是同一種圖形.當(dāng)確定軌跡是線
段的時(shí)候,可以任取兩個(gè)時(shí)刻的Q點(diǎn)的位置,連線即可,比如Q點(diǎn)的起始位置和終點(diǎn)位置,連接即
得Q點(diǎn)軌跡線段.
△≌△
原理:由手拉手可知ABCAQ1Q2,故AQ2Q1ACB,故Q點(diǎn)軌跡為直線
七、化斜為直,斜大于直
【問題13】已知:AD是Rt△ABC斜邊上的高
AD
(1)求的最大值;(2)若AD2,求BC的最大值
BC
ADAM1
問題解決:取BC中點(diǎn)M,(1)則;(2)BC2AM2AD4
BCBC2
八、構(gòu)造二次函數(shù)求最值
這類問題一般無法通過純幾何方法來解決或幾何方法比較復(fù)雜,需要通過面積法或者構(gòu)造全等、相
似建立等量關(guān)系,將待求的線段或圖形的面積用含有自變量的式子來表示,一般是一個(gè)二次函數(shù)或
者換元后是一個(gè)二次函數(shù),然后通過配方得到最值.當(dāng)然,配方的目的是為了避開基本不等式這個(gè)
超綱的知識(shí)點(diǎn),如果是選擇題或填空題,你可以直接用基本不等式來秒殺,不需要配方.
【問題14】正方形ABCD的邊長(zhǎng)為6,點(diǎn)Q在邊CD上,且CD3CQ,P是邊BC上一動(dòng)點(diǎn),連接PQ,
過點(diǎn)P作EP⊥PQ交AB邊于點(diǎn)E,設(shè)BP的長(zhǎng)為x,則線段BE長(zhǎng)度的最大值為.
問題解決:根據(jù)題意,作出圖形,根據(jù)兩個(gè)三角形相似的判定得到△PCQ∽△EBP,進(jìn)而根據(jù)相似
129
比得到BEx3,利用二次函數(shù)求最值方法求解即可得到答案
22
QCPC
【詳解】易知△PCQ∽△EBP,,
BPBE
26x
CD3CQ,CD6,∴QC2,,
xBE
11129
∴BEx6xx26xx30x6,
2222
11299
0,BEx3在x3時(shí)有最大值,最大值為
2222
題型一兩定一動(dòng)型(線段和差最值問題)
1.(2023·西安·模擬預(yù)測(cè))如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,點(diǎn)M在邊BC上,MC1,P為正方
1
形內(nèi)(含邊上)一點(diǎn),且SS正方體,G為邊CD上一動(dòng)點(diǎn),連接MG,GP,則MGGP的
PAB4ABCD
最小值為.
【答案】3
【分析】先確定組成點(diǎn)P的所有點(diǎn)為過AD,BC的中點(diǎn)E,F(xiàn)的線段EF,作點(diǎn)M關(guān)于CD的對(duì)稱點(diǎn)M,
連接MG,證明MF的長(zhǎng)為MGGP的最小值,因此求出MF的長(zhǎng)即可.
【詳解】解:過點(diǎn)P作EF∥AB,分別交AD,BC于點(diǎn)E,F(xiàn),
∵四邊形ABCD是正方形,
∴四邊形ABFE和四邊形EFCD都是矩形,
1
∵SS正方體,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,
PAB4ABCD
11
∴4EA42,
24
解得EA2,
∴CFDEADAE422,
作點(diǎn)M關(guān)于CD的對(duì)稱點(diǎn)M,連接MG,
則MGMG,MCMC1,
∴MGGPMGGPMF,
∴MGGP的最小值為MF的長(zhǎng),
∵M(jìn)FMCCF123,
∴MGGP的最小值為3
2.透明圓柱形容器(容器厚度忽略不計(jì))的高為12cm,底面周長(zhǎng)為10cm,在容器內(nèi)壁離底部3cm
的點(diǎn)B處有一飯粒,此時(shí)一只螞蟻正好在容器外壁且離容器上沿3cm的點(diǎn)A處.求螞蟻吃到飯
粒需要爬行的最短路程是多少?
【答案】13
【詳解】∵高為12,底面周長(zhǎng)為10,在容器內(nèi)壁離容器底部3的點(diǎn)B處有一飯粒,
此時(shí)壁虎正好在容器外壁,離容器上沿3與飯粒相對(duì)的點(diǎn)A處,
cmcmcm
∴A′D=5,BD=12﹣3+AE=12,
cm
∴將容器側(cè)面展開,作A關(guān)于EF的對(duì)稱點(diǎn)A′,
cmcm
連接A′B,則A′B即為最短距離,
A′B=AD2BD2=13().
cm
3.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,RtOAB的頂點(diǎn)A在x軸的正半軸上.頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,3),
點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,0),且∠AO△B=30°點(diǎn)P為斜邊OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則PA+PC的最小值為
()
A.2B.3C.7D.11
【答案】C
【分析】過點(diǎn)C作C關(guān)于OB的對(duì)稱點(diǎn)C′,連接AC′與OB相交,根據(jù)軸對(duì)稱確定最短路線得AC′
與OB的交點(diǎn)即為所求的點(diǎn)P,PA+PC的最小值=AC′,過點(diǎn)C′作C′D⊥OA于D,求出CC′,∠OCC′=60°,
再求出CD、C′D,然后求出AD,再根據(jù)勾股定理列式計(jì)算即可得解.
【詳解】解:如圖,過點(diǎn)C作C關(guān)于OB的對(duì)稱點(diǎn)C′,連接AC′與OB相交,
則AC′與OB的交點(diǎn)即所求的點(diǎn)P,PA+PC的最小值=AC′,
過點(diǎn)C′作C′D⊥OA于D,
∵點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,0),且∠AOB=30°,
∴∠OCC′=90°-30°=60°,
1
OC=1,CC′=2×1×=1,
2
13
∴CD=,C′D=,
22
∵頂點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,3),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(1,0),∠OAB=90°,
∴AC=3-1=2,
15
∴AD=2+=,
22
22
在中,由勾股定理得,2235
RtAC′DAC′=CDAD=+=7
22
△
4.如圖,點(diǎn)A,B在直線MN的同側(cè),A到MN的距離AC8,B到MN的距離BD5,已知CD4,
P是直線MN上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),記PAPB的最小值為a,PAPB的最大值為b,則a2b2的值
為()
A.160B.150C.140D.130
【答案】A
【分析】作點(diǎn)A關(guān)于直線MN的對(duì)稱點(diǎn)A,連接AB交直線MN于點(diǎn)P,則點(diǎn)P即為所求點(diǎn),過點(diǎn)
A作直線AEBD,在根據(jù)勾股定理求出線段AB的長(zhǎng),即為PA+PB的最小值,延長(zhǎng)AB交MN于
點(diǎn)P,此時(shí)PAPBAB,由三角形三邊關(guān)系可知ABPAPB,故當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到P時(shí)PAPB最
大,過點(diǎn)B作BEAC由勾股定理求出AB的長(zhǎng)就是PAPB的最大值,代入計(jì)算即可得.
【詳解】解:如圖所示,作點(diǎn)A關(guān)于直線MN的對(duì)稱點(diǎn)A,連接AB交直線MN于點(diǎn)P,則點(diǎn)P即
為所求點(diǎn),過點(diǎn)A作直線AEBD,
∵AC8,BD5,CD4,
∴AC8,BE8+5=13,AE=CD=4,
在RtAEB中,根據(jù)勾股定理得,
∴AB=BE+AE132+42=185,
即PA+PB的最小值是a185;
如圖所示,延長(zhǎng)AB交MN于點(diǎn)P,
∵PAPBAB,ABPAPB,
∴當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),PAPB最大,
過點(diǎn)B作BEAC,則BECD4,
∴AEACBD853,
在RtAEB中,根據(jù)勾股定理得,
ABAE2BE232425,
∴PAPB5,
即b5,∴a2b2(185)252160
5.如圖,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5.動(dòng)點(diǎn)P滿足S△PBC=S矩形ABCD.則點(diǎn)P到B,C兩點(diǎn)距離
之和PB+PC的最小值為。
【答案】41
【解答】解:設(shè)△PBC中BC邊上的高是h.
1
∵S△PBC=S矩形ABCD.
3
11
∴BC?h=AB?BC,
23
2
∴h=AB=2,
3
∴動(dòng)點(diǎn)P在與BC平行且與BC的距離是2的直線l上,如圖,作B關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)E,連接CE,
則CE的長(zhǎng)就是所求的最短距離.
在Rt△BCE中,∵BC=5,BE=2+2=4,
∴CE=Bc2BE2=5242=41,
即PB+PC的最小值為41
6.(2023·泰州·三模)如圖,在矩形ABCD中,AB5cm,BC=6cm,點(diǎn)E在直線AD上,從點(diǎn)A
出發(fā)向右運(yùn)動(dòng),速度為每秒0.5cm,點(diǎn)F在直線BC上,從點(diǎn)B出發(fā)向右運(yùn)動(dòng),速度為每秒2cm,
BE、AF相交于點(diǎn)G,則BGCG的最小值為cm.
【答案】10
【分析】過點(diǎn)G作直線MNBC,分別交AD、BC于點(diǎn)M、N,過點(diǎn)G作直線PQ∥CD,分別交AB、
DC于點(diǎn)P、Q,易知四邊形ABNM、PBNG、GNCQ為矩形,證明GAE∽GFB,由相似三角形
AEGM
的性質(zhì)可得;設(shè)E、F兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則AE0.5t,BF2t,易得GM1cm,GN4cm;
BFGN
作點(diǎn)C關(guān)于直線PQ的對(duì)稱點(diǎn)K,由軸對(duì)稱的性質(zhì)可得CGKG,故當(dāng)B、G、K三點(diǎn)共線時(shí),
BGKG的值最小,即BGCG取最小值,此時(shí),在Rt△BCK中,由勾股定理求得BK的值,即可
獲得答案.
【詳解】解:如下圖,過點(diǎn)G作直線MNBC,分別交AD、BC于點(diǎn)M、N,過點(diǎn)G作直線PQ∥CD,
分別交AB、DC于點(diǎn)P、Q,
易知四邊形ABNM、PBNG、GNCQ為矩形,MNAB5cm,
∵四邊形ABCD為矩形,
∴AD∥BC,AB∥DC
∴GAEGFB,GEAGBF,
∴GAE∽GFB,
AEGM
∴,
BFGN
設(shè)E、F兩點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則AE0.5t,BF2t,
GM0.5t1
則有,即GN4GM,
GN2t4
∵M(jìn)N5cm,
∴GM1cm,GN4cm,
∵四邊形GNCQ為矩形,
∴QCGN4cm,
作點(diǎn)C關(guān)于直線PQ的對(duì)稱點(diǎn)K,如圖,
則QKQC4cm,KCQKQC8cm,
由軸對(duì)稱的性質(zhì)可得CGKG,
當(dāng)B、G、K三點(diǎn)共線時(shí),BGKG的值最小,即BGCG取最小值,
此時(shí),在Rt△BCK中,BKBC2KC2628210cm,
∴BGCG的最小值為10cm
7.已知x,y,S滿足S(x2)2(y3)2(x2)2(y6)2,則S的最小值為.
【答案】5
【分析】根據(jù)(x2)2(y3)2表示平面內(nèi)點(diǎn)x,y與2,3之間的距離,(x2)2(y6)2表示
平面內(nèi)點(diǎn)x,y與2,6之間的距離,得出當(dāng)點(diǎn)x,y在2,3與2,6之間的線段上時(shí),這兩個(gè)距離
之和最小,求出這個(gè)最小距離即可.
【詳解】解:∵(x2)2(y3)2表示平面內(nèi)點(diǎn)x,y與2,3之間的距離,(x2)2(y6)2表
示平面內(nèi)點(diǎn)x,y與2,6之間的距離,
∴S(x2)2(y3)2(x2)2(y6)2表示這兩個(gè)距離之和,
∵兩點(diǎn)之間線段最短,
∴當(dāng)點(diǎn)x,y在2,3與2,6之間的線段上時(shí),這兩個(gè)距離之和最小,
22
∴S的最小值為22365.
2
8.探究式子x21x41x≥0的最小值.小胖同學(xué)運(yùn)用“數(shù)形結(jié)合”的思想:如圖,取AB4,
作ACAB于A.BDAB于B,且AC1,BD1,點(diǎn)E在AB上,設(shè)AEx,則BE4x,
2
于是,x21CE,x41DE,因此,可求得CEDE的最小值為,已知
2
yx552x232x≥0,則y的最大值是.
【答案】2529
【分析】作C關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn)F,連接FD交AB于E,連接CD,利用勾股定理求CEDE的最
小值即可;構(gòu)造圖形如圖,過點(diǎn)D作DMAC交AC于M,求y的最大值結(jié)合三角形的三邊關(guān)系,
根據(jù)矩形的性質(zhì),利用勾股定理進(jìn)行計(jì)算即可得到答案.
【詳解】解:如圖,作C關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn)F,連接FD交AB于E,連接CD,
,
則AFAC1,CEFE,
此時(shí)CEDE的值最小為:CEDEFEDEDF,
ACAB,BDAB,
AC∥BD,
ACBD1,
四邊形ABDC是平行四邊形,
CAB90,
四邊形ABDC是矩形,
FCD90,CDAB4,
CFCAAF2,
DFCF2CD2224225
如圖,A90,AC5,AB5,BD3,BEx,
,
2
則CE525x,DEx232,
CEDECD,
CEDE的最大值為CD的長(zhǎng)度,
過點(diǎn)D作DMAC交AC于M,
則四邊形ABDM為矩形,
DMAB5,AMBD3,
CM2,
CDCM2DM2225229,
y的最大值為29
9.如圖,A、B兩點(diǎn)在直線MN外的同側(cè),A到MN的距離AC16,B到MN的距離BD10,CD8,
點(diǎn)P在直線MN上運(yùn)動(dòng),則PAPB的最大值等于.
【答案】10
【分析】延長(zhǎng)AB交MN于點(diǎn)P,過點(diǎn)B作BEAC,由題意可知PAPBABPAPB,即說
明當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),PAPB最大,即為AB的長(zhǎng).最后根據(jù)勾股定理求出AB的長(zhǎng)即可.
【詳解】解:如圖,延長(zhǎng)AB交MN于點(diǎn)P,過點(diǎn)B作BEAC,
∵PAPBAB,ABPAPB,
∴當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),PAPB最大,即為AB的長(zhǎng).
∵BD10,CD8,AC16,
∴BECD8,AEACCEACBD16106,
∴ABAE2BE2628210,
∴PAPB的最大值等于10
10.已知:如圖,在矩形ABCD中,AB3,AD4.動(dòng)點(diǎn)P為矩形ABCD內(nèi)一點(diǎn),且滿足
1
SS矩形,則△ADP周長(zhǎng)的最小值為.
PBC3ABCD
【答案】425
12
【分析】過點(diǎn)P作MNAD,交AD于點(diǎn)M,交BC于點(diǎn)N,由SS矩形,可得PNMN2,
PBC3ABCD3
過P點(diǎn)作GH//AD,交AB于點(diǎn)G,交CD于點(diǎn)H,作A點(diǎn)關(guān)于GH的對(duì)稱點(diǎn)A,連接AD與GH交
點(diǎn)即為所求點(diǎn)P,在RtAAD中,AD4,AA2,即可求AD25.
【詳解】解:過點(diǎn)P作MNAD,交于點(diǎn)M,交BC于點(diǎn)N,
△AD
1
SS矩形,
PBC3ABCD
11
BCPNBCMN,
23
2
PNMN,
3
AB3,
MP1,
過P點(diǎn)作GH//AD,交AB于點(diǎn)G,交CD于點(diǎn)H,作A點(diǎn)關(guān)于GH的對(duì)稱點(diǎn)A,連接AD與GH交
點(diǎn)即為所求點(diǎn)P,
APAP,
APPDAD,
AG1,
AA2,
在RtAAD中,AD4,AA2,
,
AD△25
ADP周長(zhǎng)的最小值254,
故答案為425.
2022·綏化·中考真題
5
11.在平面直角坐標(biāo)系中,已知一次函數(shù)y1k1xb與坐標(biāo)軸分別交于A5,0,B0,兩點(diǎn),且與
2
k25
反比例函數(shù)y2的圖象在第一象限內(nèi)交于P,K兩點(diǎn),連接OP,△OAP的面積為.
x4
(1)求一次函數(shù)與反比例函數(shù)的解析式;
(2)若C為線段OA上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)PCKC最小時(shí),求PKC的面積.
1526
【答案】(1)yx,y.;
1222x5
5
【詳解】(1)解:∵一次函數(shù)y1k1xb與坐標(biāo)軸分別交于A5,0,B0,兩點(diǎn),
2
5
∴把A5,0,B0,代入y1k1xb得,
2
1
5kb0k
112
5,解得,,
b,5
2b
2
15
∴一次函數(shù)解析式為yx,
122
過點(diǎn)P作PHx軸于點(diǎn)H,
∵A(5,0),
∴OA=5,
5
又S,
PAO4
15
∴5PH
24
1
∴PH,
2
151
∴x,
222
∴x4,
1
∴P(4,)
2
1
∵P(4,)在雙曲線上,
2
1
∴k42,
22
2
∴y.
2x
(2)解:作點(diǎn)K關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)K,連接KK交x軸于點(diǎn)M,則K(1,-2),OM=1,
連接PK交x軸于點(diǎn)C,連接KC,則PC+KC的值最小,
設(shè)直線PK的解析式為ymxn,
mn2
1
把P(4,),K(1,2)代入得,1
24mn
2
5
m
6
解得,
17
n
6
517
∴直線PK的解析式為yx,
66
517171717
當(dāng)y0時(shí),x0,解得,x,∴C(,0)∴OC
66555
1712178
∴MCOCOM1,ACOAOC5,AMOAOM514,
5555
11121816
∴SSSS422
PKCAKMKMCPAC2252525
題型二雙動(dòng)點(diǎn)最值問題(兩次對(duì)稱)
12.如圖所示,E為邊長(zhǎng)是2的正方形ABCD的中點(diǎn),M為BC上一點(diǎn),N為CD上一點(diǎn),連EM、
MN、NA,則四邊形AEMN周長(zhǎng)的最小值為。
【答案】6
【解答】解:延長(zhǎng)AD至A′,使AD=DA′,延長(zhǎng)AB至E′,使BE=BE′,連接A′E′,
交BC于M,交DC于N,此時(shí)AN=A′N,EM=E′M,四邊形AEMN周長(zhǎng)=AN+MN+ME+AE=A′
E′+AE,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短,A′E′+AE就是四邊形AEMN周長(zhǎng)的最小值;
∵AD=2,AE=BE=1,
∴A′D=AD=2,BE=BE′=1,
∴AE′=3,AA′=4,
∴A′E′=AEAA=5,
∴四邊形AEMN周長(zhǎng)的最小值為5+1=6.
13.(2023·淄博·一模)如圖,在四邊形ABCD中,BD90,DAB140,M,N分別是
邊DC,BC上的動(dòng)點(diǎn),當(dāng)AMN的周長(zhǎng)最小時(shí),MAN°.
【答案】100
【分析】作點(diǎn)A關(guān)于CD、CB的對(duì)稱點(diǎn)E、F,連接EF分別交CD、CB于點(diǎn)H、G,連接AH、AG、
EM、FN,則當(dāng)點(diǎn)M與點(diǎn)H重合,點(diǎn)N與點(diǎn)G重合時(shí),AMN的周長(zhǎng)最小,則易得MAN的大
?。?/p>
【詳解】解:如圖,作點(diǎn)A關(guān)于CD、CB的對(duì)稱點(diǎn)E、F,連接EF分別交CD、CB于點(diǎn)H、G,連
接AH、AG、EM、FN,
由對(duì)稱性知:EMAM,EHAH,NFNA,GFGA,
AMMNNAEMMNNFEF,
∴當(dāng)點(diǎn)M與點(diǎn)H重合,點(diǎn)N與點(diǎn)G重合時(shí),AMN的周長(zhǎng)最小;
∵GAGF,EHAH,
∴GAFGFA,HEAHAE,
∴AGH2GFA,AHG2HEA
∵DAB140,
∴GFAHEA180DAB40,
∵AGHAHG2GAF2HEA24080,
∴GAH180(AGHAHG)18080100,
即MAN100,
故答案為:100.
14.四邊形ABCD中,∠BAD=125°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分別找一點(diǎn)M、N,當(dāng)三角形AMN
周長(zhǎng)最小時(shí),∠MAN的度數(shù)為。
【答案】70
【解答】解:延長(zhǎng)AB到A′使得BA′=AB,延長(zhǎng)AD到A″使得DA″=AD,
連接A′A″與BC、CD分別交于點(diǎn)M、N.
∵∠ABC=∠ADC=90°,
∴A、A′關(guān)于BC對(duì)稱,A、A″關(guān)于CD對(duì)稱,
此時(shí)△AMN的周長(zhǎng)最小,
∵BA=BA′,MB⊥AB,
∴MA=MA′,同理:NA=NA″,
∴∠A′=∠MAB,∠A″=∠NAD,
∵∠AMN=∠A′+∠MAB=2∠A′,∠ANM=∠A″+∠NAD=2∠A″,
∴∠AMN+∠ANM=2(∠A′+∠A″),
∵∠BAD=125°,
∴∠A′+∠A″=180°﹣∠BAD=55°,
∴∠AMN+∠ANM=2×55°=110°.
∴∠MAN=180°﹣110°=70°,故答案為:70°
15.(2023·西安·二模)如圖,在四邊形ABCD中,BD90,BAD120,AB2,AD4,
P、Q分別是邊BC、CD上的動(dòng)點(diǎn),連接AP,AQ,PQ,則△APQ周長(zhǎng)的最小值為.
【答案】47
【分析】如圖,由BD90,作A關(guān)于BC對(duì)稱的點(diǎn)A,作A關(guān)于CD對(duì)稱的點(diǎn)A,連接AA,
與BC交點(diǎn)為P,與CD交點(diǎn)為Q,連接AP,AQ,由對(duì)稱的性質(zhì)可得APAP,AQAQ,
11
ADADAA4,ABABAA2,則APPQAQAPPQAQ,可知當(dāng)
22
A、P、Q、A四點(diǎn)共線時(shí),△APQ的周長(zhǎng)最小為AA,如圖,過A作AEAD的延長(zhǎng)線于E,
由BAD120,可得AAE60,則AEAAsinAAE23,AEAAcosAAE2,
AE10,根據(jù)AAAE2AE2,計(jì)算求解即可.
【詳解】解:如圖,由BD90,作A關(guān)于BC對(duì)稱的點(diǎn)A,作A關(guān)于CD對(duì)稱的點(diǎn)A,連接AA,
與BC交點(diǎn)為P,與CD交點(diǎn)為Q,連接AP,AQ,
11
由對(duì)稱的性質(zhì)可得APAP,AQAQ,ADADAA4,ABABAA2,
22
∴APPQAQAPPQAQ,
∴當(dāng)A、P、Q、A四點(diǎn)共線時(shí),△APQ的周長(zhǎng)最小為AA,
如圖,過A作AEAD的延長(zhǎng)線于E,
∵BAD120,
∴AAE60,
∴AEAAsinAAE23,AEAAcosAAE2,
∴AE10,由勾股定理得AAAE2AE247
16.如圖,在平行四邊形ABCD中,對(duì)角線AC、BD相交于點(diǎn)O,點(diǎn)E、F分別是邊AD、AB上的點(diǎn),
連接OE、OF、EF,若AB3,BC2,DAB30,則OEF周長(zhǎng)的最小值是.
【答案】13
2
【分析】作點(diǎn)O關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn)M,點(diǎn)O關(guān)于AD的對(duì)稱點(diǎn)N,連接MN,MF,NE,AN,AM,
則OEF的周長(zhǎng)OEOFEFMEEFMF,故當(dāng)M、E、F、N四點(diǎn)共線時(shí)MEEFMF,
即此時(shí)OEF的周長(zhǎng)最小,最小值為MN的長(zhǎng),證明△MAN是等邊三角形,得到MNAMAO;
1
過D作DPAB交直線AB于P,由平行四邊形的性質(zhì)得到ADBC2,ODOBBD,由含
2
11
30度角的直角三角形的性質(zhì)得到DPAD1,則AP3,ODOB,即可得到點(diǎn)P與點(diǎn)
22
13
B重合,則OAAB2OB2,由此即可得到答案.
2
【詳解】解:作點(diǎn)O關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn)M,點(diǎn)O關(guān)于AD的對(duì)稱點(diǎn)N,連接MN,MF,NE,AN,AM,
由作圖得:ANAOAM,NADDAO,MABBAO,NEOE,MFOF,
∴OEF的周長(zhǎng)OEOFEFMEEFMF,
∴當(dāng)M、E、F、N四點(diǎn)共線時(shí)MEEFMF,即此時(shí)OEF的周長(zhǎng)最小,最小值為MN的長(zhǎng),
∵DAB30,
∴MAN60,
∴△MAN是等邊三角形,
∴MNAMAO;
過D作DPAB交直線AB于P,
∵四邊形ABCD是平行四邊形,
1
∴ADBC2,ODOBBD,
2
在RtADP中,∠DAP30,∠DPA90,
1
∴DPAD1,
2
11
∴APAD2BD23,ODOBBD,
22
∴ABAP3,
∴點(diǎn)P與點(diǎn)B重合,
13
∴OAAB2OB2,
2
13
∴MN
2
13
∴OEF的周長(zhǎng)最小值為,
2
題型三動(dòng)線段問題:造橋選址(構(gòu)造平行四邊形)
鞍山·中考真題
17.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知A(3,6),B(2,2),在x軸上取兩點(diǎn)C,D(點(diǎn)C在點(diǎn)D左側(cè)),
且始終保持CD1,線段CD在x軸上平移,當(dāng)ADBC的值最小時(shí),點(diǎn)C的坐標(biāo)為.
【答案】(-1,0)
【分析】作點(diǎn)B關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)B′,將B′向右平移1個(gè)單位得到B″,連接AB″,與x軸交于點(diǎn)D,
過點(diǎn)B′作AB″的平行線,與x軸交于點(diǎn)C,得到此時(shí)AD+BC的值最小,求出直線AB″,得到點(diǎn)D
坐標(biāo),從而可得點(diǎn)C坐標(biāo).
【詳解】解:如圖,作點(diǎn)B關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)B′,將B′向右平移1個(gè)單位得到B″,連接AB″,與x
軸交于點(diǎn)D,過點(diǎn)B′作AB″的平行線,與x軸交于點(diǎn)C,
可知四邊形B′B″DC為平行四邊形,
則B′C=B″D,
由對(duì)稱性質(zhì)可得:BC=B′C,
∴AD+BC=AD+B′C=AD+B″D=AB″,
則此時(shí)AB″最小,即AD+BC最小,
∵A(3,6),B(-2,2),
∴B′(-2,-2),
∴B″(-1,-2),
設(shè)直線AB″的表達(dá)式為:y=kx+b,
63kbk2
則,解得:,
2kbb0
∴直線AB″的表達(dá)式為:y=2x,
令y=0,解得:x=0,即點(diǎn)D坐標(biāo)為(0,0),
∴點(diǎn)C坐標(biāo)為(-1,0),
故答案為:(-1,0).
聊城·中考真題
18.如圖,在直角坐標(biāo)系中,矩形OABC的頂點(diǎn)O在坐標(biāo)原點(diǎn),頂點(diǎn)A,C分別在x軸,y軸上,B,
D兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為B(﹣4,6),D(0,4),線段EF在邊OA上移動(dòng),保持EF=3,當(dāng)四邊形
BDEF的周長(zhǎng)最小時(shí),點(diǎn)E的坐標(biāo)為.
【答案】0.4,0
【詳解】解:如圖所示,∵D(0,4),
∴D點(diǎn)關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo)為H(0,-4),
∴ED=EH,
將點(diǎn)H向左平移3個(gè)單位,得到點(diǎn)G(-3,-4),
∴EF=HG,EF∥HG,
∴四邊形EFGH是平行四邊形,
∴EH=FG,
∴FG=ED,
∵B(-4,6),
22
∴BD=4064=25,
又∵EF=3,
∴四邊形BDEF的周長(zhǎng)=BD+DE+EF+BF=25+FG+3+BF,
要使四邊形BDEF的周長(zhǎng)最小,則應(yīng)使FG+BF的值最小,
而當(dāng)F、G、B三點(diǎn)共線時(shí)FG+BF的值最小,
設(shè)直線BG的解析式為:ykxbk0
∵B(-4,6),G(-3,-4),
4kb6
∴,
3kb4
k10
∴,
b34
∴y10x34,
當(dāng)y=0時(shí),x3.4,
∴F3.4,0,
∴E0.4,0
故答案為:0.4,0.
19.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中有A0,3,D5,0兩點(diǎn).將直線l1:yx向上平移2個(gè)單位長(zhǎng)度得
到直線l2,點(diǎn)B在直線l2上,過點(diǎn)B作直線l1的垂線,垂足為點(diǎn)C,連接AB,BC,CD,則折
線ABCD的長(zhǎng)ABBCCD的最小值為.
【答案】252
【分析】先證四邊形ABCF是平行四邊形,可得ABCF,則ABBCCDCF2CD,即當(dāng)
點(diǎn)C,點(diǎn)D,點(diǎn)F三點(diǎn)共線時(shí),CFCD有最小值為DF的長(zhǎng),即ABBCCD有最小值,即可求
解.
【詳解】解:如圖,將點(diǎn)A沿y軸向下平移2個(gè)單位得到E0,1,以AE為斜邊,作等腰直角三角形
AEF,則點(diǎn)F1,2,連接CF,
AEF是等腰直角三角形,
AFEF2,AEF45,
將直線l1:yx向上平移2個(gè)單位長(zhǎng)度得到直線l2,
AOC45,BC2,
BCAF2,AEFAOC45,
EF//OC,
AFEF,BCOC,
AF//BC,
四邊形ABCF是平行四邊形,
ABCF,
ABBCCDCF2CD,
當(dāng)點(diǎn)C,點(diǎn)D,點(diǎn)F三點(diǎn)共線時(shí),CFCD有最小值為DF的長(zhǎng),即ABBCCD有最小值,
點(diǎn)D5,0,點(diǎn)F1,2,
DF(51)2(20)225,
折線ABCD的長(zhǎng)ABBCCD的最小值為252
廣西來賓中考真題
20.如圖,已知點(diǎn)A(3,0),B(1,0),兩點(diǎn)C(3,9),D(2,4)在拋物線y=x2上,向左或向右平移拋物
線后,C,D的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別為C,D¢,當(dāng)四邊形ABCD的周長(zhǎng)最小時(shí),拋物線的解析式
為.
2
25
【答案】yx.
13
【詳解】解:∵A(3,0),B(1,0),C(3,9),D(2,4),
22
∴AB312,CD329452,
由平移的性質(zhì)可知:C'D'CD52,
∴四邊形ABCD的周長(zhǎng)為ABBC'C'D'D'A2BC'52D'A;
要使其周長(zhǎng)最小,則應(yīng)使BC'D'A的值最??;
設(shè)拋物線平移了a個(gè)單位,當(dāng)a>0時(shí),拋物線向右平移,當(dāng)a<0時(shí),拋物線向左平移;
∴C'3a,9,D'2a,4,
將D'向左平移2個(gè)單位得到D''a,4,則由平移的性質(zhì)可知:BD''AD',
將D''a,4關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)記為點(diǎn)E,則Ea,4,由軸對(duì)稱性質(zhì)可知,BD''BE,
∴BC'D'ABC'BE,
當(dāng)B、E、C'三點(diǎn)共線時(shí),BC'BE的值最小,
設(shè)直線BC'的解析式為:ykxbk0,
9
k
3akb9a4
∴,當(dāng)a4時(shí),∴
kb09
b
4a
99
∴yx,
a44a
99
將E點(diǎn)坐標(biāo)代入解析式可得:4a,
a44a
2522
解得:a,此時(shí)BC'BEC'E3aa94178,
13
此時(shí)四邊形ABCD的周長(zhǎng)為ABBC'C'D'D'A252178;
當(dāng)a4時(shí),C'1,9,D'6,4,A(3,0),B(1,0),
此時(shí)四邊形ABCD的周長(zhǎng)為:
22
ABBC'C'D'D'A2905263401652;
∵2521781652,
2
252525
∴當(dāng)a時(shí),其周長(zhǎng)最小,所以拋物線向右平移了個(gè)單位,所以其解析式為:yx
131313
題型四垂線段最短
21.(2023下·湛江·二模)如圖,在Rt△ABC中,ACB90,AC6,BC8,AB10,AD
平分CAB交BC于點(diǎn)D,點(diǎn)E、F分別是AD、AC邊上的動(dòng)點(diǎn),則CEEF的最小值
為.
24
【答案】
5
【詳解】解:如圖,在AB上取一點(diǎn)F,使AFAF,連接EF,作CHAB,
AD平分BAC,
\DDAC=DDAB,
AEAE,
∴AEF≌AEFSAS,
EFEF,
CEEFCEEF,
∴當(dāng)點(diǎn)C,E,F(xiàn)在同一條線上,且CEAB時(shí),CEEF最小,即CEEF最小,其值為CH,
11
SACBCABCH,
ABC22
ACBC6824
CH,
AB105
24
即CEEF的最小值為
5
22.如圖,∠MON=45°,OP平分∠MON,點(diǎn)A為射線OM上一點(diǎn),OA=4,點(diǎn)E,F(xiàn)分別為射線
OP,OM上的動(dòng)點(diǎn),連接AE,EF,則AE+EF的最小值為_________.
N
P
E
M
OFA
【答案】22
【解析】在ON上截取OG=OF,連接EG,過點(diǎn)A作AH⊥ON于點(diǎn)H.
N
H
P
G
E
M
OFA
∵OG=OF,∠EOG=∠EOF,OE=OE,
∴△OEG≌△OEF,∴EG=EF,
∴AE+EF=AE+EG≥AH.
2
∵∠MON=45°,OA=4,∴AH=OA=22.
2
2022·貴州畢節(jié)·中考真題
23.如圖,在RtABC中,BAC90,AB3,BC5,點(diǎn)P為BC邊上任意一點(diǎn),連接PA,以PA,
PC為鄰邊作平行四邊形PAQC,連接PQ,則PQ長(zhǎng)度的最小值為.
12
【答案】
5
【分析】利用勾股定理得到BC邊的長(zhǎng)度,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì),得知OP最短即為PQ最短,利
用垂線段最短得到點(diǎn)P的位置,再證明△CAB∽△CPO利用對(duì)應(yīng)線段的比得到OP的長(zhǎng)度,繼而得
到PQ的長(zhǎng)度.
【詳解】解:∵BAC90,AB3,BC5,
∴ACBC2AB24,
∵四邊形APCQ是平行四邊形,
∴PO=QO,CO=AO,
∵PQ最短也就是PO最短,
∴過O作BC的垂線OP,
∵ACBPCOCPOCAB90,
∴△CAB∽△CPO,
COOP
∴,
BCAB
2OP612
∴,∴OP=,∴則PQ的最小值為2OP=
5355
2022銅仁
24.如圖,在邊長(zhǎng)為2的正方形ABCD中,點(diǎn)E為AD的中點(diǎn),將△CDE沿CE翻折得△CME,點(diǎn)
M落在四邊形ABCE內(nèi),點(diǎn)N為線段CE上的動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)N作NP∥EM交MC于點(diǎn)P,則MN+
NP的最小值為_________.
DC
N
EP
M
AB
8
【答案】
5
【解析】分別過點(diǎn)M,N作CD的垂線,垂足為M,N.
DGHC
N
EP
M
AB
由題意,∠EMC=∠D=90°,MC=DC=2.
∵NP∥EM,∴∠NPC=∠EMC=90°.
∵∠ECM=∠ECD,∴NP=NH,
∴MN+NP=MN+NH≥MG.
1
∵點(diǎn)E為AD的中點(diǎn),∴tan∠ECD=,
2
4
∴由12345模型可知tan∠DCM=,
3
448
∴sin∠DCM=,∴MG=MC=,
555
8
∴MN+NP的最小值為.
5
25.(2023·雞西·三模)如圖,在
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