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专题06 平行四边形中的最值
【例题讲解】
如图,在平行四边形中,,,,
(1)平行四边形的面积为________.
(2)若M是边的中点,N是边上的一个动点,将沿所在直线翻折得到,连接,则长度的最小值是________.
解:(1)过点C作CF⊥AB,交AB延长线于F,∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,BC=6,AB=CD=,∵∠BCD=30°=∠CBF,∴CF=BC=3,
∴四边形ABCD的面积===;
(2)连接MC,过点M作ME⊥CD于E,交CD的延长线于点E;
∵四边形ABCD为平行四边形,∴AD∥BC,AD=BC=6,∵点M为AD的中点,∠BCD=30°,
∴DM=MA=3,∠MDE=∠BCD=30°,∴ME=DM=,DE=,
∴CE=CD+DE==,由勾股定理得:CM2=ME2+CE2,
∴CM==,由翻折变换的性质得:MA′=MA=3,∵MA′+A′C≥MC,
∴A′C≥MC- MA′= MC-3,显然,当折线MA′C与线段MC重合时,
线段A′C的长度最短,此时A′C=,故答案为:(1);(2).
【综合演练】
1.如图 ,在平行四边形中 , ,AB=4 ,AD=8 , 点、分别是边CD、上的动点.连接、 ,点为的中点 ,点为的中点 ,连接.则的最大值与最小值的差为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【分析】如图,取AD的中点M,连接CM、AG、AC,作AN⊥BC于N.首先证明∠ACD=90°,求出AC,AN,利用三角形中位线定理,可知EF=AG,求出AG的最大值以及最小值即可解决问题.
【详解】解:如图,取AD的中点M,连接CM、AG、AC,作AN⊥BC于N.
∵四边形ABCD是平行四边形,∠BCD=120°,
∴∠D=180°−∠BCD=60°,AB=CD=4,
∵AM=DM=DC=4,
∴△CDM是等边三角形,
∴∠DMC=∠MCD=60°,AM=MC,
∴∠MAC=∠MCA=30°,
∴∠ACD=90°,
∴AC=
在Rt△ACN中,∵AC=,∠ACN=∠DAC=30°,
∴AN=AC=
∵AE=EH,GF=FH,
∴EF=AG,
∵点G在BC上,∴AG的最大值为AC的长,最小值为AN的长,
∴AG的最大值为,最小值为,
∴EF的最大值为,最小值为,
∴EF的最大值与最小值的差为:
故选C.
【点睛】本题考查平行四边形的性质、三角形的中位线定理、等边三角形的判定和性质、直角三角形30度角性质、垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,本题的突破点是证明∠ACD=90°,属于中考选择题中的压轴题.
2.如图,在△ABC中,∠ACB=60°,∠CAB=45°,BC=4,点D为AB边上一个动点,连接CD,以DA、DC为一组邻边作平行四边形ADCE,则对角线DE的最小值是( )
A.+ B.1+ C.4 D.2+2
【答案】A
【分析】设DE交AC于O,作BF⊥AC于F,由直角三角形的性质得出CF=BC=2,AF=BF=CF=2,求出AC=CF+AF=2+2,由平行四边形性质得出AO=CO=AC=1+,DO=EO,当OD⊥AB时,DO的值最小,即DE的值最小,则△AOD是等腰直角三角形,即可得出结果.
【详解】解:设DE交AC于O,作BF⊥AC于F,如图所示:
则∠BFC=∠BFA=90°,
∵∠ACB=60°,∠CAB=45°,
∴∠CBF=30°,∠ABF=45°=∠CAB,
∴CF=BC=2,AF=BF=CF=2,
∴AC=CF+AF=2+2,
∵四边形ADCE是平行四边形,
∴AO=CO=AC=1+,DO=EO,
∴当OD⊥AB时,DO的值最小,即DE的值最小,
则△AOD是等腰直角三角形,
∴OD=AO=,
∴DE=2OD=.
故选:A.
【点睛】本题主要考查解直角三角形,平行四边形的性质,掌握平行四边形的性质和特殊角的三角函数值是解题的关键.
3.如图,在中,,点D为上一动点(不与点C重合),以,为一组邻边作平行四边形,当的值最小时,平行四边形的周长为_____.
【答案】4+
【分析】根据题意,可知当DE⊥AE时,DE取得最小值,然后根据题目中的数据,即可得到AD、CD的长,从而可以得到当DE的值最小时,平行四边形ADCE周长.
【详解】解:当DE⊥AE时,DE取得最小值,设此时CD=x,
∵四边形ADCE是平行四边形,
∴CD=AE,AD=CE,BC∥AE,
∵∠B=90°,DE⊥AE,
∴四边形BAED是矩形,
∴BD=AE,
∴BD=CD=x,
∵BC=BD+CD,BC=4,
∴BD=CD=2,
∵AB=3,∠B=90°,
∴AD=,
∴当DE的值最小时,平行四边形ADCE周长为:2++2+=4+,
故答案为:4+.
【点睛】本题考查平行四边