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专题1.7 期末满分计划之选填压轴重难点题型
【苏科版】
【题型1 四边形中的最值类】
【例1】(2020春•如东县期末)如图,已知菱形ABCD的边长为6,点M是对角线AC上的一动点,且∠ABC=120°,则MA+MB+MD的最小值是( )
A. B.3+3 C.6 D.
【分析】过点D作DE⊥AB于点E,连接BD,根据垂线段最短,此时DE最短,即MA+MB+MD最小,根据菱形性质和等边三角形的性质即可求出DE的长,进而可得结论.
【解答】解:如图,过点D作DE⊥AB于点E,连接BD,
∵菱形ABCD中,∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°,AD=AB=DC=BC,
∴△ADB是等边三角形,
∴∠MAE=30°,
∴AM=2ME,
∵MD=MB,
∴MA+MB+MD=2ME+2DM=2DE,
根据垂线段最短,此时DE最短,即MA+MB+MD最小,
∵菱形ABCD的边长为6,
∴DE3,
∴2DE=6.
∴MA+MB+MD的最小值是6.
故选:D.
【点睛】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,解决本题的关键是掌握菱形的性质,等边三角形的判定与性质.
【变式2-1】(2020春•邗江区期末)如图,以边长为4的正方形ABCD的中心O为端点,引两条相互垂直的射线,分别与正方形的边交于E、F两点,则线段EF的最小值为( )
A.2 B.4 C. D.2
【分析】如图,作辅助线;证明△AOE≌△DOF,进而得到OE=OF,此为解决该题的关键性结论;求出OE的范围,借助勾股定理即可解决问题.
【解答】解:如图,连接EF,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠EAO=∠FDO=45°,AO=DO;
∵∠EOF=90°,∠AOD=90°,
∴∠AOE=∠DOF;
在△AOE与△DOF中,
,
∴△AOE≌△DOF(ASA),
∴OE=OF(设为λ);
∴△EOF是等腰直角三角形,
由勾股定理得:
EF2=OE2+OF2=2λ2;
∴EFOEλ,
∵正方形ABCD的边长是4,
∴OA=2,O到AB的距离等于2(O到AB的垂线段的长度),
由题意可得:2≤λ≤2,
∴2EF≤4.
所以线段EF的最小值为2.
故选:D.
【点睛】该题以正方形为载体,主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定等几何知识点的应用问题;牢固掌握全等三角形的判定等几何知识点,是灵活解题的基础和关键.
【变式2-2】(2020春•玄武区期末)如图,在矩形ABCD中,AB=5,BC=6,点E在BC边上,且BE=2,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边作等边△EFG,且点G在矩形ABCD内,连接CG,则CG的最小值为( )
A.3 B.2.5 C.4 D.2
【分析】由题意分析可知,点F为主动点,G为从动点,所以以点E为旋转中心构造全等关系,得到点G的运动轨迹,再通过垂线段最短构造直角三角形获得CG最小值.
【解答】解:由题意可知,点F是主动点,点G是从动点,点F在线段上运动,点G也一定在直线轨迹上运动,
将△EFB绕点E旋转60°,使EF与EG重合,得到△EFB≌△EHG,
从而可知△EBH为等边三角形,点G在垂直于HE的直线HN上,
作CM⊥HN,则CM即为CG的最小值,
作EP⊥CM,可知四边形HEPM为矩形,
则CM=MP+CP=HEEC=2+2=4,
故选:C.
【点睛】本题考查了旋转的性质,线段极值问题,分清主动点和从动点,通过旋转构造全等,从而判断出点G的运动轨迹,是本题的关键,之后运用垂线段最短,构造图形计算,是极值问题中比较典型的类型.
【变式2-3】(2020春•如皋市期末)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=4,E为AB的中点,F为EC上一动点,P为DF中点,连接PB,则PB的最小值是( )
A.4 B.4.5 C.4.8 D.5
【分析】由中位线定理可得点P的运动轨迹是线段P1P2,再由垂线段最短可得当BP⊥P1P2时,PB取得最小值,连接BP1、BP2,作BP′⊥P1P2于P′,作P2Q⊥AB于Q,则BP的最小值为BP′的长,P2Q是△EAD的中位线,由勾股定理求出BP2、BP1、CE的长,由三角形中位线定理得出P1P2的长,设P′P2=x,则P′P1x,由勾股定理得BP22﹣P′P2=BP12﹣P′P12,解得x,即可得出结果.
【解答】解:当点F与点C重合时,点P在P1处,CP1=DP1,
当点F与点E