内容正文:
专题07 利用勾股定理解决最值问题(原卷版)
类型 一 垂线段最短
(一)通过轴对称转化为“垂线段最短”
1.(2021•武进区自主招生)如图,在锐角△ABC中,AB=6,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是( )
A. B.6 C. D.3
2.(2020•皇姑区一模)如图,在△ABC中,∠A=45°,∠B=60°,AB=4,P是BC边上的动点(不与B,C重合),点P关于直线AB,AC的对称点分别为M,N,则线段MN长的取值范围是 .
3.(2021秋•崇川区月考)如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=5.若点M、N分别是线段AC,AB上的两个动点,当BM+MN取最小值时△BMN的周长为 .
4.(2020•浙江自主招生)如图,在△ABC中,∠A=60°,∠C=75°,AB=10,D,E,F分别在AB,BC,CA上,则△DEF周长的最小值为 .
(二)通过证明点的运动路径为线段或直线,转化为“垂线段最短”
5.(2021•罗湖区模拟)如图,△ABC是等边三角形,AB=4,E是AC的中点,D是直线BC上一动点,线段ED绕点E逆时针旋转90°,得到线段EF,当点D运动时,AF的最小值是 .
6.(2023•武山县一模)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=30°,BC=6,D为AB上一动点(不与点A重合),△AED为等边三角形,过D点作DE的垂线,F为垂线上任一点,G为EF的中点,则线段CG长的最小值是 .
类型二 两点之间,线段最短
(一)通过轴对称转化为“两点之间,线段最短”及延伸
7.如图,已知∠AOB=30°,点P,Q分别是边OA,OB上的定点,OP=3,OQ=4,点M,N分别是边OA,OB上的动点,则折线P﹣N﹣M﹣Q长度的最小值是( )
A.5 B.7 C.1 D.10
8.(2021秋•上高县月考)如图1,A,B是直线l同旁的两个定点,在直线l上确定一点,使PA+PB的值最小.方法:作点A关于直线l的对称点A’,连接A’B交l于点P,则PA+PB=A’B的值最小.(不必证明)应用:
(1)如图2,正方形的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.连接BD,由正方形的对称性可知,B与D关于直线AC对称,连接ED交于AC于P,则PB+PE的最小值是 .
(2)如图3,∠AOB=45°,P是∠AOB内一点,PO=10,Q,R分别是OA,OB上的动点,求△PQR周长的最小值.
(二)通过平移转化为“两点之间,线段最短”
9.(2023春•鞍山期末)如图,河的两岸有A,B两个水文观测点,为方便联络,要在河上修一座木桥MN(河的两岸互相平行,MN垂直于河岸),现测得A,B两点到河岸的距离分别是5米,4米,河宽3米,且A,B两点之间的水平距离为12米,则AM+MN+NB的最小值是 米.
(三)通过构造全等转化为“两点之间,线段最短”
10.(2023秋•鲅鱼圈区期末)如图,AD为等腰△ABC的高,其中∠ACB=50°,AC=BC,E,F分别为线段AD,AC上的动点,且AE=CF,当BF+CE取最小值时,∠AFB的度数为 .
(四)费马点问题
11.(2023秋•慈溪市月考)如图,在△MNG中,MN=4,∠M=75°,MG=3.点O是△MNG内一点,则点O到△MNG三个顶点的距离和的最小值是 .
类型三 两边之和大于第三边,两边之差小于第三边
12.如图△ABC中,AB=AC,P为外部一点,且PA=2,PC=1,若∠BAC=120°,则BP的最大值为多少?
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专题07 利用勾股定理解决最值问题(解析版)
类型 一 垂线段最短
(一)通过轴对称转化为“垂线段最短”
1.(2021•武进区自主招生)如图,在锐角△ABC中,AB=6,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是( )
A. B.6 C. D.3
【思路引领】作BH⊥AC,垂足为H,交AD于M′点,过M′点作M′N′⊥AB,垂足为N′,则BM′+M′N′为所求的最小值,再根据AD是∠BAC的平分线可知M′H=M′N′,再由锐角三角函数的定义即可得出结论.
【解答】解:如图,作BH⊥AC,垂足为H,交AD于M′点,过M′点作M′N′⊥AB,垂足为N′,则BM′+M′N′为所求的最小值.
∵AD是∠BAC的平分线,
∴M′H=M′N′,
∴BH是点B到直线AC的最短距离(垂线段最短),
∵AB=6,∠BAC=45°,
∴BH=AB•sin45°=63.
∵BM+MN的最小值是BM′+M′N′=