内容正文:
专题2.1 几何中的最值问题
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一、单选题
1.(2019·山东淄博市·九年级二模)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,BC=2 ,△ADC与△ABC关于AC对称,点E、F分别是边DC、BC上的任意一点,且DE=CF,BE、DF相交于点P,则CP的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】D
【分析】连接BD,证明△EDB≌△FCD,可得∠BPD=120°,由于BD的长确定,则点P在以A为圆心,AD为半径的弧BD上,当点A,P,C在一条直线上时,CP有最小值.
【详解】解:连接AD,因为∠ACB=30°,所以∠BCD=60°,
因为CB=CD,所以△CBD是等边三角形,
所以BD=DC
因为DE=CF,∠EDB=∠FCD=60°,
所以△EDB≌△FCD,所以∠EBD=∠FDC,
因为∠FDC+∠BDF=60°,
所以∠EBD+∠BDF=60°,所以∠BPD=120°,
所以点P在以A为圆心,AD为半径的弧BD上,
直角△ABC中,∠ACB=30°,BC=2,所以AB=2,AC=4,
所以AP=2
当点A,P,C在一条直线上时,CP有最小值,
CP的最小值是AC-AP=4-2=2
故选D.
【点睛】求一个动点到定点的最小值,一般先要确定动点在一个确定的圆或圆弧上运动,当动点与圆心及定点在一条直线上时,取最小值.
2.(2020·无锡市江南中学九年级二模)如图,在平面直角坐标系中,已知A(10,0),点P为线段OA上任意一点.在直线y=x上取点E,使PO=PE,延长PE到点F,使PA=PF,分别取OE、AF中点M、N,连结MN,则MN的最小值是( )
A.4.8 B.5 C.5.4 D.6
【答案】A
【分析】分别证明,,∠MPN=90°,易得为直角三角形,设,则,,由勾股定理得,从而可得出最小值为,进一步得出结论.
【详解】,为的中点,
,
,为的中点,
,,
连接,则为直角三角形,
设,则,,
当时,最小值为
∴的最小值为
故选:A.
【点睛】此题主要考查了线段最小值的求解方法,列出求出最小值为是解决本题的关键.
二、填空题
3.(2020·湖北武汉市·九年级二模)如图,正方形的边长为8,为边的中点,以为边向形外作等边,连接,,分别为,边上的动点,当取最小值时,的面积为______.
【答案】
【分析】过点作,交的延长线于点,过点作,,垂足分为,,交于点,点,作关于的对称点分别为,,连接,,,证明取最小值,此时与点重合,与重合,求出的面积即可.
【详解】解:过点作,交的延长线于点,过点作,,垂足分为,,交于点,
易证,,,
点,作关于的对称点分别为,,连接,,,
则,
当点,分别与点,重合时,取最小值,
此时与点重合,与重合,
易得,,
∴,,
∴,
∴的面积为,
故当取最小值时,的面积为.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质,解直角三角形,轴对称最短问题等知识,解题的关键是学会两条轴对称解决最短问题.
4.(2020·江苏盐城市·九年级二模)如图,是两个直角三角板,其中,,若将直角三角板绕点旋转一周,则的最大值为_______________________.
【答案】
【分析】如图,在CA取一点J,使得CJ=CB,连接DJ.利用全等三角形的性质证明BE=DJ,推出|AD-BE|=|AD-DJ|≤AJ,求出AJ即可解决问题.
【详解】解:如图,在CA取一点J,使得CJ=CB,连接DJ.
在Rt△ACB中,AB=2,∠CAB=30°,∠ACB=90°,
∴CB=CJ=AB=1,AC=BC=,
∵∠ECD=∠BCJ=90°,
∴∠DCJ=∠ECB,
∵CD=CE,CJ=CB,
∴△DCJ≌△ECB(SAS),
∴DJ=BE,
∴|AD-BE|=|AD-DJ|,
∵|AD-DJ|≤AJ,
∴|AD-BE|≤,
∴|AD-BE|的最大值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查旋转的性质,全等三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题.
5.(2020·泰兴市河头庄中学九年级二模)如图,在正方形ABCD中,AB=4,以B为圆心,BA长为半径画弧,点M为弧上一点,MN⊥CD于N,连接CM,则CM-MN的最大值为 ______.
【答案】2
【分析】过M作ME⊥BC于E,设MN=EC=x,根据勾股定理表示出CM的长为,从而得到,根据二次函数的性质即可得到CM-MN的最大值.
【详解】解:过M作ME⊥BC于E,由题意可知四边形MECN为矩形,AB=BM,
∵AB=4,
∴BC=BM=4,
设MN=EC=x,则BE=4-x,
在Rt△BEM中, ,
在Rt△CEM中, ,
则 ,
设,