内容正文:
第二轮 能力提升
专题二 模型专题
第43讲 | 几何最值
模型二 轨迹为线段与最值问题
模型讲解 应用范围
1.定距离得平行线.
到定直线l的距离等于定长d的点的轨迹,是平行于直线l,并且到直线l的距离等于定长d的两条直线.
说明:过程点均为线段的中点,过程点在运动过程中到定线段的距离始终保持不变,根据平行线间的距离处处相等,可得过程点的运动轨迹与定线段平行,再加上中点即可证运动路径长为三角形(或梯形)的中位线.另:此类题也可通过四点共圆的几何证法,得角相等,再根据同位角(内错角)相等,两直线平行得中位线. 瓜豆问题
(主动点与从动点问题).
2.定夹角得直线.
如图,动点B在运动过程中直线AB(点A为起点)与定直线l的夹角保持不变,则动点B始终在定直线AB上运动,此时,点B运动路径的长为连
接起点和终点的线段长.
3.与已知线段两个端点距离相等的点的轨迹,是这条线段的垂直平分线.
4.在角的内部,到角的两边距离相等的点的轨迹,是这个角的平分线.
学霸中考·数学
【针对训练2】
类型1.定距离得平行线
3.如图,已知▱ABCD的顶点A的坐标为(0,4),顶点B,D分别在x轴和直线y=-3上,则对角线AC的最小值是 .
【解析】设点C坐标为(a,b).
由题意得点B,D纵坐标分别为0,-3,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AC,BD互相平分.
∴0+(-3)=4+b,解得b=-7.
∴点C在直线y=-7上运动.
∴当AC⊥直线y=-7时,AC的值最小.
∴对角线AC的最小值为4-(-7)=11.
故答案为:11.
11
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4.如图,在△ABC中,BC=8,M是边BC上一动点,连接AM.取AM的中点P,随着点M从点B运动到点C,求点P运动路径的长度.
解:过点P作PG⊥BC于点G,过点A作AH⊥BC于点H.
易证△PMG∽△AMH.由AM=2PM,可得PG= AH.
当△ABC确定时,AH的值确定,从而PG的值确定,
即动点P到定直线BC的距离为定值,从而点P在一条
定直线上运动.
再找到动点P的起点E与终点F,
则△ABC的中位线EF即为点P运动轨迹,其长为4.
答图
几何画板
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类型2.定夹角得直线
5.如图,在正方形ABCD中,AB=1,P是边BC上的一个动点,由点B开始运动,运动到点C停止.连接AP,以AP为直角边向右侧作等腰直角三角形APQ.则点P从B运动到C的过程中,点Q的运动路径长为( )
【解析】如答图,作QN⊥BC,交BC的延长线于点N,连接CQ并延长,交AD的延长线于点M.
∵PA=PQ,∠APQ=90°,∴∠APB+∠QPN=90°,∠QPN+∠PQN=90°.
∴∠APB=∠PQN.
∴△ABP≌△PNQ(AAS).∴AB=PN,PB=QN.
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=PN.
∴BC-PC=PN-PC,即PB=CN=QN.∴∠QCN=45°.∴∠M=45°.
当点P与点B重合时,点Q与点C重合,当点P与点C重合时,点Q与点M重合,
∴点Q的运动轨迹是线段CM.
故选:C.
答图
C
几何画板
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【解析】如答图,连接AQ,AP.
∵AB是⊙O的直径,∴∠APB=90°.
∵BP•BQ=AB2,
又∵∠ABP=∠QBA,∴△ABP∽△QBA.
∴∠APB=∠QAB=90°.
∴QA始终与AB垂直.
当点P在A点时,点Q与点A重合.
当点P在C点时,点Q与点Q′重合.
∵C为半圆AB的中点,∴∠ABC=45°.
∴∠Q′=∠ABC=45°.∴AQ′=AB=4.
此时,点Q运动到最远处,运动路径长为4.
故答案为:4.
答图
4
几何画板
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7.如图,正方形ABCD的边长为4,E为BC上一点,且BE=1,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边向右侧作等边三角形EFG,连接CG,则CG的最小值为 __.
【解析】分别以BE,AE为边构造等边三角形BEG1,等边三角形AEG2,连接G1G2,
则G1G2即为点G的运动轨迹.
∵∠G1EA+∠G2EA=∠G1EA+∠G1EB,即∠G1EG2=∠AEB.
∴△ABE≌△G2G1E(SAS).
∴∠EG1G2=∠EBA=90°.
过点C作CH⊥G1G2于点H,过点E作EK⊥CH于点K,
当点G在点H处时,CG的值最小.
易证四边形EKHG1是矩形.
∴KH=EG1=1,∠G1EK=90°.
∴∠CEK=180°- 90°-60°=30°.
答图
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8.(2021广州节选)如图,在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,点E为边AB上一个动点,延长BA到点F,使AF=AE,且CF,DE相交于点G.当点E从点A开