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专题09 几何压轴题
1.(2022•广州)如图,在菱形中,,,连接.
(1)求的长;
(2)点为线段上一动点(不与点,重合),点在边上,且.
①当时,求四边形的面积;
②当四边形的面积取得最小值时,的值是否也最小?如果是,求的最小值;如果不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)①;②见解析
【详解】(1)过点作交的延长线于,如图:
四边形是菱形,
,
,
,
在中,
,
,
;
(2)①设交于点,过点作交的延长线于,如图:
菱形中,
,,,
,
,
在中,,
是菱形的对角线,
,
在中,
,
,
,
,
,
在中,
,
,
,
,
;
②当四边形的面积取最小值时,的值是最小,
理由:设,则,过点作于点,过点作于点,
过点作于点,作于点,过点作交的延长线于,如图:
,,
四边形、是矩形,
,,,,
由①可知:,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,
当时,四边形的面积取得最小值,
方法一:
,
,当且仅当时,,
,
当且仅当时,,即当时,的最小值为12,
当四边形的面积取最小值时,的值也最小,最小值为12.
方法二:
如图:将绕点逆时针旋转至,连接,
在中,,
,,
,
,即,
,
即当且仅当点、、三点共线时,的值最小,
此时点为菱形对角线的交点,中点,,,
当四边形的面积取最小值时,的值也最小,最小值为12.
2.(2021•广州)如图,在菱形中,,,点为边上一个动点,延长到点,使,且、相交于点.
(1)当点运动到中点时,证明:四边形是平行四边形;
(2)当时,求的长;
(3)当点从点开始向右运动到点时,求点运动路径的长度.
【答案】(1)见解析;(2);(3)
【详解】(1)证明:连接,,如图所示:
,
为中点,
,
,
四边形是菱形,
,
四边形是平行四边形.
(2)作,设,如图所示,
,
四边形是菱形,
,
,
,
,
在中,,,
,,
,,
在中,,,,
,
即,
整理得:,
解得:,(舍去),
.
(3)点轨迹为线段,
证明:如图,
(此图仅作为证明轨迹用),
延长线段交于,作于,作于,
四边形是菱形,
,
,,
,,
,
,
,
在中,,.
,.,,
在中,,,
,
点轨迹为线段.
点轨迹是线段.
如图所示,作,
四边形为菱形,,,
,,
,
,即,
,
,
在中,,,
,,
,,
在中,,,
,
.
点路径长度为.
解法二: