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最值问题
在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问题,称为最值问题。
解决平面几何最值问题的常用的方法有:
(1)应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值;
(2)应用垂线段最短的性质求最值;
(3)应用轴对称的性质求最值(将军饮马模型及其变形)
(4)应用二次函数求最值;
(5)辅助圆。
其中辅助圆常常出现在压轴题里,难度非常大,需要同学们把握好辅助圆存在的前提条件
第一部分:几何方法求最值
①两点之间线段最短:
1.平面直角坐标系中,有A(3,2),B(5,3)两点,现另取一点C(1,n),当n为多少时,AC+BC的值最小?
2. 在平面直角坐标系中,Rt△AOB的顶点坐标分别是A(-2,0),O(0,0),B(0,4),把△AOB绕O点按顺时针旋转
90度,得到△COD,(1)求C、D的坐标,(2)求经过A、B、D三点的抛物线。(3)在(2)中的抛物线的对称轴上取两点
E、F(E在F点的上方),且EF=1,当四边形ACEF的周长最小时,求E、F的坐标。
3.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,E是AD边上的一个动点,将四边形BCDE沿直线BE折叠,得到四边形BC′D′E,连接AC′,AD′.
(1)若直线DA交BC′于点F,求证:EF=BF;
(2)当AE=时,求证:△AC′D′是等腰三角形;
(
C
B
D
E
D
′
´
A
F
C
′
)(3)在点E的运动过程中,求△AC′D′面积的最小值.
②三角形三边关系(两定一变)
1.如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A、B分别在边OM,ON上,当B在边ON上运动时,A随之在边OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=2,BC=1,运动过程中,点D到点O的最大距离为( )
A. B. C. D.
2.如图2,直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=4,在△ABC内部以AC为斜边任意作Rt△ACD,连接BD,则线段BD长的最小值是 .
3.如图3,长方形ABCD中,AB=6,BC=4,在长方形的内部以CD边为斜边任意作Rt△CDE,连接AE,则线段AE长的最小值是 .
图2 图3
③费马点问题:
1.问题背景:如图1,将△ABC绕点A逆时针旋转60°得到△ADE,DE与BC交于点P,可推出结论:PA+PC=PE
问题解决:如图2,在△MNG中,MN=6,∠M=75°,MG=.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___________
2.如图,△ABC中,∠ABC=30°,AB=4,BC=5,P是△ABC内部的任意一点,连接PA,PB,PC,
则PA+PB+PC的最小值为________.
3.P是边长为1的正方形ABCD内的一点,求PA+PB+PC的最小值.
备用图
④垂线段最短
1.如图Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,D为AB边上的一个动点,过D分别作AC,BC的垂线,垂足分别为E和F,则EF的最小值是 .
2.如图,△ABC中,∠BAC=60°,∠ABC=45°,AB=2,D是线段BC上的一个动点,以AD为直径画⊙O分别交AB、AC于E、F,连接EF,则线段EF长度的最小值为 .
3.如图,在Rt△AOB中,OA=OB=4.⊙O的半径为2,点P是AB边上的动点,过点P作⊙O的一条切线PQ(点Q为切点),则线段PQ长的最小值为_________.
第1题图 第2题图 第3题图
4.如图,在△ABC中,点P是BC边上的动点,点M是AP的中点,PD⊥AB,垂足为D,PE⊥AC,垂足为E,连接MD,ME.
(1)求证:∠DME=2∠BAC;
(2)若∠B=45°,∠C=75°,AB=,连接DE,求△MDE周长的最小值.
⑤圆相关(压轴题常见)
方法:三点共圆(直径定理);四点共圆(对角互补);定点定长;定角定长
1.在平面直角坐标系中,以原点为圆心,5为半径的⊙O与直线y=kx+2k+3(k≠0)交于A,B两点,则弦AB长的最小值是 .
2.如