内容正文:
专题06 特殊的平行四边形中的最值模型之瓜豆模型(原理)(直线轨迹)
动点轨迹问题是中考和各类模拟考试的重要题型,学生受解析几何知识的局限和思维能力的束缚,该压轴点往往成为学生在中考中的一个坎,致使该压轴点成为学生在中考中失分的集中点。掌握该压轴题型的基本图形,构建问题解决的一般思路,是中考专题复习的一个重要途径。本专题就最值模型中的瓜豆原理(动点轨迹为直线型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【模型解读】
瓜豆原理:若两动点到某定点的距离比是定值,夹角是定角,则两动点的运动路径相同。
动点轨迹基本类型为直线型和圆弧型,本专题受教学进程影响,估只对瓜豆原理中的直线型轨迹作讲解。
主动点叫瓜,从动点叫豆,瓜在直线上运动,豆也在直线_上运动;瓜在圆周上运动,豆的轨迹也是圆。
古人云:种瓜得瓜,种豆得豆.“种”圆得圆,“种”线得线,谓之“瓜豆原理”。
模型1、运动轨迹为直线
1)如图,P是直线BC上一动点,连接AP,取AP中点Q,当点P在BC上运动时,Q点轨迹是?
解析:当P点轨迹是直线时,Q点轨迹也是一条直线.
理由:分别过A、Q向BC作垂线,垂足分别为M、N,在运动过程中,因为AP=2AQ,所以QN始终为AM的一半,即Q点到BC的距离是定值,故Q点轨迹是一条直线.
2)如图,在△APQ中AP=AQ,∠PAQ为定值,当点P在直线BC上运动时,求Q点轨迹?
解析:当AP与AQ夹角固定且AP:AQ为定值的话,P、Q轨迹是同一种图形。
理由:当确定轨迹是线段的时候,可以任取两个时刻的Q点的位置,连线即可,比如Q点的起始位置和终点位置,连接即得Q点轨迹线段。
【最值原理】动点轨迹为一条直线时,利用“垂线段最短”求最值。
1)当动点轨迹确定时可直接运用垂线段最短求最值;
2)当动点轨迹不易确定是直线时,可通过以下三种方法进行确定:
①观察动点运动到特殊位置时,如中点,端点等位置时是否存在动点与定直线的端点连接后的角度不变,若存在该动点的轨迹为直线;②当某动点到某条直线的距离不变时,该动点的轨迹为直线;③当一个点的坐标以某个字母的代数式表示时,若可化为一次函数,则点的轨迹为直线;④若动点轨迹用上述方法都合适,则可以将所求线段转化为其他已知轨迹的线段求值。
例1.(2023·江苏·一模)如图,正方形ABCD的边长为7,E为BC上一点,且BE=,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边向右侧作等边△EFG,连接CG,则CG的最小值为_____.
例2.(2023·江苏·八年级期末)如图,矩形ABCD中,AB=8,AD=4,E为AB的中点,F为EC上一动点,P为DF中点,连接PB,则PB的最小值是________.
例3.(2023·重庆巴南·九年级期末)如图,菱形ABCD的边长为4,∠BAD=120°,E是边CD的中点,F是边AD上的一个动点,将线段EF绕着点E顺时针旋转60°得到线段EF',连接AF'、BF',则△ABF'的周长的最小值是________________.
例4.(2023·山东泰安·统考二模)如图,矩形的边,E为上一点,且,F为边上的一个动点,连接,若以为边向右侧作等腰直角三角形,连接,则的最小值为( )
A. B. C.3 D.
例5.(2023·江苏苏州·八年级期末)如图,菱形ABCD的边长为,∠ABC=60°,对角线AC、BD交于点O.点E为直线AD上的一个动点,连接CE,将线段EC绕点C顺时针旋转∠BCD的角度后得到对应的线段CF(即∠ECF=∠BCD),DF长度的最小值为_________.
例6.(2023春·江苏·八年级校考期中),,,E为上一动点,连接,以为邻边作,的最小值为_________.
例7.(2023·安徽·八年级期中)如图,四边形是平行四边形,,,,点是直线上的点,点是直线上的点,连接,,,点,分别是,的中点.连接,则的最小值为( )
A.1 B. C. D.
例8.(2023·山东枣庄·统考一模)如图,在中,,,,是上一动点,过点作于点,于点.连接,则线段的最小值是________.
课后专项训练
1.(2023上·广东茂名·九年级校考期中)如图,在菱形中,,,是边上一动点,过点分别作于点,于点,连接,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.(2023秋·河南平顶山·九年级统考期末)如图,四边形是菱形,点和分别是边和上的动点,线段的最大值是,最小值是,则这个菱形的边长是___________.
3.(2023上·福建厦门·九年级校考期中)如图,长方形中,,,E为上一点.且,F为边上的一个动点.连接,将绕着点E顺时针旋转到的位置,其中点B、点F的对应点分别为点H、点G,连接和,则的最小值为( ).
A. B.3