内容正文:
专题二 几何最值问题
类型1 由垂线段最短求最值
模型1:“一动一定”型(一个动点+一个定点)
典例1 (2023·亳州二模)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,D是斜边BC上的一个动点,过点D分别作DM⊥AB于点M,DN⊥AC于点N.
典例1图
(1) ∠MDN的度数是 90° .
(2) 若AB=6,AC=8,连接MN,则当线段MN最短时,求线段AM的长.
90°
[思路点拨] (1) 根据有三个直角的四边形是矩形,可证得四边形DMAN是矩形,因此∠MDN=90°.(2) 连接AD,根据矩形的对角线相等,可知AD=MN.当线段MN最短时,线段AD也最短,因此当AD⊥BC时,AD最短,此时MN最短.结合等面积法与相似三角形可求得此时线段AM的长.
解:如图,连接AD.∵ ∠BAC=90°,AB=6,AC=8,∴ BC==10.∵ DM⊥AB,DN⊥AC,∴ ∠DMA=∠DNA=90°.又∵ ∠BAC=90°,四边形DMAN是矩形,∴ MN=AD.当AD⊥BC时,线段AD最短,即线段MN最短,此时S△ABC=AB·AC=BC·AD.∴ AD==.∵ ∠AMD=∠ADB=90°,∠MAD=∠DAB,
∴ △ADM∽△ABD.∴ =.∴ =.∴ AM=.
典例1图答案
典例1图
跟踪训练
1. 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,BC=12,P是线段AB上的一个动点,则CP长的最小值为 .
第1题
1
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模型2:“两动一定”型(两个动点+一个定点)
典例2 (2023·池州贵池模拟)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=6,∠B=30°,动点M,N分别在边AB,BC上,则CM+MN的最小值是( D )
典例2图
D
A. 2
B. 2
C. 6
D. 3
[思路点拨] 作点C关于AB的对称点E,连接EB,EM,EN,过点E作EF⊥BC于点F.先根据轴对称将CM+MN转化为EM+MN,再根据两点之间线段最短和垂线段最短,可知EM+MN≥EN≥EF,故CM+MN的最小值为EF的长,结合三角函数求出EF的长即可.
跟踪训练
2. (2023·合肥模拟)如图,在四边形ABCD中,∠ABC=60°,BC=2+2,BD平分∠ABC.若P,Q分别是BD,BC上的动点,则CP+PQ的最小值是( B )
A. 2+2
B. +3
C. 2+2
D. +4
第2题
B
类型2 利用“两点之间,线段最短”求最值
模型1:“一线两定”型(一个动点+两个定点)
(1) 异侧线段和的最小值问题
典例3 (2023·黄山模拟)如图,等边三角形ABC的边长为4,AD是边BC上的高,E是AB的中点,F是AD上的动点,则EF+CF的最小值为 2 .
典例3图
[思路点拨] 连接CE,交AD于点F'.根据两点之间线段最短,当动点F与点F'重合时,EF+CF的值最小,即为CE的长.利用勾股定理即可求解.
2
跟踪训练
3. (2023·阜阳太和一模)如图,P是矩形ABCD内的任意一点,连接PA,PB,PC,PD,得到△PAD,△PAB,△PBC,△PCD,设它们的面积分别是S1,S2,S3,S4,则下列结论中,错误的是( D )
A. 若S1=S3,则点P在AB的垂直平分线上
B. S2+S4=S1+S3
C. 若AB=4,BC=3,则PA+PB+PC+PD的最小值为10
D. 若△PAB∽△PDA,且AB=4,BC=3,则PA=2.5
第3题
D
(2) 同侧线段和最小值问题(将军饮马)
典例4 (2023·滁州定远一模)如图,在边长为2的正方形ABCD中,E为边AD的中点,P为对角线BD上的一个动点,连接PA,PE,则PA+PE的最小值是 .
典例4图
[思路点拨] 连接CP,CE,易证△ABP≌△CBP,得AP=CP,当E,P,C三点共线时,CP+PE取得最小值,为CE的长,利用勾股定理即可求解.
跟踪训练
4. (2023·马鞍山模拟)如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD=2,BC=DC=5,点P在BC上运动.当PA+PD取得最小值时,△APD的边AP上的高为( B )
A.
B.
C.
D.
第4题
B
模型2:“一点两线”型(两个动点+一个定点)
典例5 如图,∠AOB=30°,M,N分别为射线OA,OB上的动点,P为∠AOB内一点,连接OP,PM,PN,MN.若OP=5,则△PMN的周长的最小值为 5 .
典例5图
[思路点拨] 分别作点P关于OA,OB的对称点C,D