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专题19 菱形中的最值
1.(2022春·浙江宁波·八年级校考期中)在菱形中,,,在边上,为对角线上一动点,连接,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】连接、,作于由、关于对称,推出,推出,根据垂线段最短可知,当、、共线,且与重合时,的值最小,最小值为的长.
【详解】解:连接、,作于.
四边形是菱形,
,
,
是等边三角形,
、关于对称,
,
,
根据垂线段最短可知,当、、共线,且与重合时,的值最小,最小值为的长,
在中,,,
∴
∴,
∴,
故选D.
【点睛】本题考查轴对称最短路径问题、菱形的性质、勾股定理、垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,学会利用垂线段最短解决最短问题.
2.(2022春·浙江舟山·八年级校考期中)如图,菱形ABCD中∠ABC=60°,ΔABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM、CM,则下列五个结论中正确的个数是( )
①△AMB ≌△ENB;②若菱形ABCD的边长为2,则AM+CM的最小值2;③连接AN,则AN⊥BE;④当AM+BM+CM的最小值为时,菱形ABCD的面积也为.
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【分析】①根据菱形的性质,运用“SAS”证明即可;②根据菱形性质可得A与C关于对角线BD对称,可知AM+CM最小为AC长;③先假设AN⊥BE,而后逆推即可判断;④根据图形特征得出当M点位于BD与CE的交点处时,AM+BM+CM的值最小,即等于EC的长,过E点作EF⊥BC,交CB的延长线于F,在Rt△EFC中利用勾股定理求解,继而求得菱形的面积即可判断④.
【详解】解①∵△ABE是等边三角形,
∴BA=BE,∠ABE=60°.
∵∠MBN=60°,
∴∠MBN-∠ABN=∠ABE-∠ABN.即∠MBA=∠NBE.
又∵MB=NB,
∴△AMB≌△ENB(SAS),故①正确;
②连接AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,BD⊥AC,AO=CO.
∴点A和点C关于直线BD对称,
∴当M点与O点重合时,AM+CM的值最小为AC的值.
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=2.
即AM+CM的值最小为2,故②正确;
③假设AN⊥BE,且AE=AB,
∴AN是BE的垂直平分线,
∴EN=BN=BM=MA,
∴M点与O点重合,
∵条件没有确定M点与O点重合,故③错误;
④如图,连接MN,由(1)知,△AMB≌△ENB,
∴AM=EN,
∵∠MBN=60°,MB=NB,
∴△BMN是等边三角形,
∴BM=MN,
∴AM+BM+CM=EN+MN+CM,
根据“两点之间线段最短”,得EN+MN+CM=EC最短,
∴当M点位于BD与CE的交点处时,AM+BM+CM的值最小,即等于EC的长.
过E点作EF⊥BC交CB的延长线于F,
∴∠EBF=180°﹣120°=60°,
设菱形的边长为x,∴BF=,EF=,
在Rt△EFC中,∵,
∴,
解得x=2,
,
∴菱形的面积为,
故④不正确.
故选:B.
【点睛】本题主要考查了旋转的性质、全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质、菱形的性质、轴对称求最值以及勾股定理,综合运用以上知识,添加辅助线是解题的关键.
3.(2021春·浙江宁波·八年级统考期末)如图,在菱形ABCD中,E,F分别是边CD,BC上的动点,连结AE,EF,G,H分别为AE,EF的中点,连结GH.若,,则GH的最小值为( )
A. B. C.2 D.3
【答案】A
【分析】连接AF,利用三角形中位线定理,可知GH =AF,求出AF的最小值即可解决问题.
【详解】解:连接AF,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB= BC= 2,
∵ G, H分别为AE,EF的中点,
∴GH是△AEF的中位线,
∴GH =AF,
∴当AF⊥BC时,AF最小,GH得到最小值,则∠AFB = 90°,
∵∠B= 45°,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:或(舍去),
∴GH =,
即GH的最小值为,
故选:A.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质、三角形的中位线定理、等腰直角三角形的判定与性质、垂线段最短,勾股定理,解题的关键是学会添加常用辅助线,属于中考常考题型.
4.(2021春·浙江杭州·八年级校联考期末)已知边长为2cm的菱形AFEO,∠AFE=120°,过点O作两条夹角为60°的射线,分别交边AF,边FE于点M,N,连接MN,则下列命题正确的是( )
①S四边形OMFN=cm2;
②MN的长度为定值;
③△OMN的形状为等边三角形;
④的最小值为3.
A.①③ B.①②③④ C.③④ D.①③④
【答案】D
【分析】连接OF,