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
模型五 胡不归与最值问题
模型讲解 应用范围
【理论依据】
垂线段最短.
【模型建立】
如图,点A为直线MN上一定点,点B为直线MN外一定点,点C为直线MN上一动点,
请确定点C的位置使BC+kAC(0<k<1)的值最小.
【问题解决】
(1)构造射线AD使得sin∠DAN=k;
(2)过点C作CH⊥AD于点H,则 =k,CH=kAC;
(3)将问题转化为求BC+CH最小值,过点B作BH⊥AD交MN于点C,交AD于点H,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC的值最小.
【模型总结】
在求形如“BC+kAC(0<k<1)”的式子的最值问题中,关键是构造与kAC相等的线段,将“BC+kAC”型问题转化为“BC+CH”型.(这里的AC必须是一条方向不变的线段,方能构造定角,再利用三角函数得到kAC的等线段) 倍数线段和综合题(注意跟将军饮马问题区别)
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【针对训练5】
25.(2022鄂尔多斯改编)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足为D,P为线段AD上的一动点,连接PB,PC.则 PA+PB的最小值为 .
【解析】如图,在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于点F,交AD于点P.
∴∠AFB=90°.
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°.
在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°.
答图
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26.如图,在△ABC中,AB=AC=10,tan A=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则CD+ BD的最小值是 .
【解析】如答图1,过点D作DH⊥AB于点H.
∵BE⊥AC,∴∠AEB=90°.
∴BE=2AE.
∴(2AE)2+AE2=AB2=100.
∵DH⊥AB,∴∠DHB=90°.
如答图2,当C,D,H共线时,CD+DH的值最小.
∵AB=AC,
答图1
答图2
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解:作点E关于x轴的对称点F,连接EF交x轴于点G,
过点F作FH⊥AE于点H,交x轴于点P,连接PE,
设AG=4k,EG=3k,
∵∠AGE=∠AHP=90°,
∵E,F关于x轴对称,∴PE=PF.
答图
几何画板
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28.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c交x轴于点A和点C(1,0),交y轴于点B(0,3),抛物线的对称轴交x轴于点E,交抛物线于点F.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将线段OE绕着点O沿顺时针方向旋转得到线段OE′,旋转角为α(0°<α<90°),连接AE′,BE′,求BE′+ AE′的最小值.
解:(1)把C(1,0),B(0,3)代入y=-x2+bx+c中,
∴y=-x2-2x+3.
连接DE′,BD,
∴E(-1,0),OE=1.
∴OE′=OE=1.
令y=-x2-2x+3=0,
解得x1=-3,x2=1.
∴OA=3.
答图
又∵∠DOE′=∠E′OA,
∴△DOE′∽△E′OA.
当B,E′,D三点共线时,BE′+DE′的值最小为BD.
几何画板
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29.(2022梧州)如图,在平面直角坐标系中,直线y=- x-4分别与x,y轴交于点A,B,抛物线y= x2+bx+c恰好经过这两点.
(1)求此抛物线的解析式.
(2)若点C的坐标是(0,6),将△ACO绕着点C逆时针旋转90°得到△ECF,点A的对应点是点E.
①写出点E的坐标,并判断点E是否在此抛物线上;
②若点P是y轴上的任意一点,求 BP+EP取最小值时,点P的坐标.
当x=0时,y=-4;令y=0,则x=-3.
∴A(-3,0),B(0,-4).
(2)①过点E作ED⊥y轴于点D.
∵A(-3,0),C(0,6),∴OA=3,OC=6.
由旋转得,∠OCF=90°,CF=OC=6,EF=OA=3,
∠F=∠AOC=90°.易得四边形CDEF是矩形.
∴CD=EF=3,DE=CF=6.
答图
∴OD=OC-CD=3.∴E(6,3).
∴点E在该抛物线上.
②过点E作EH⊥AB,交y轴于点P,垂足为H.
∵B(0,-4),∴OB=4.
∴HP+PE的最小值为EH的长.
∵∠HPB=∠DPE,∴90°-∠HPB=90°-∠DPE,即∠HBP=∠DEP.
∵∠AOB=∠PDE=90°,∴△AOB∽△PDE.
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得解得
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