2024年九年级中考数学复习训练 四边形中的动点问题(一)
2024-06-12
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内容正文:
四边形中的动点问题(一)
1.(2024•娄星区二模)如图,已知菱形ABCD的边长为6,点M是对角线AC上的一动点,且∠ABC=120°,则MA+MB+MD的最小值是( )
A. B.3+3 C.6+ D.
2.(2024•宜兴市模拟)如图,在正方形ABCD中,AB=4,对角线AC上的有一动点P,以DP为边作正方形DPFG.下列结论:①在P点运动过程中,F点始终在射线BC上;②在P点运动过程中,∠CPD可能为135°;③若E是DC的中点,连接EG,则EG的最小值为;④△CDP为等腰三角形时,AP的值为2或4﹣4.其中结论正确的是( )
A.①②③ B.①③④ C.①③ D.②④
3.(2024•东莞市三模)如图,已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(10,0),点B(0,6),点P为BC边上的动点,将△OBP沿OP折叠得到△OPD,连接CD、AD.则下列结论中:①当∠BOP=45°时,四边形OBPD为正方形;②当∠BOP=30°时,△OAD的面积为15;③当P在运动过程中,CD的最小值为2﹣6;④当OD⊥AD时,BP=2.其中结论正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(2024•游仙区模拟)如图,在矩形ABCD中,AB=13,BC=8,E为AB上一点,BE=8,P为直线CD上的动点,以PQ为斜边作Rt△PDQ,交直线AD于点Q,且满足PQ=10,若F为PQ的中点,连接CE,CF,则当∠ECF最小时,tan∠ECF的值为( )
A. B. C. D.
5.(2024•天山区校级一模)如图,正方形ABCD边长为1,点E在边AB上(不与A,B重合),将△ADE沿直线DE折叠,点A落在点A1处,连接A1B,将A1B绕点B顺时针旋转90°得到A2B,连接A1A,A1C,A2C.给出下列四个结论:
①△ABA1≌△CBA2;
②∠ADE+∠A1CB=45°;
③点P是直线DE上动点,则CP+A1P的最小值为;
④当∠ADE=30°时,△A1BE的面积为.
其中正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(2023秋•高青县期末)如图,▱ABCD中,AB=22cm,BC=8cm,∠A=45°,动点E从A出发,以2cm/s的速度沿AB向点B运动,动点F从点C出发,以1cm/s的速度沿着CD向D运动,当点E到达点B时,两个点同时停止.则EF的长为10cm时点E的运动时间是( )
A.6s B.6s或10s C.8s D.8s或12s
7.(2023春•衡山县校级期中)如图,在正方形ABCD中,点P是AB上一动点(点P不与A,B重合),对角线AC,BD相交于点O,过点P分别作AC,BD的垂线,分别交AC,BD于点E,F,交AD,BC于点M,N,下列结论:①△APE≌△AME;②PM+PN=BD;③PE2+PF2=PO2;其中正确的有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
8.(2023春•西城区校级期中)已知:如图,正方形ABCD中,AB=4,AC,BD相交于点O,E,F分别为边BC,CD上的动点(点E,F不与线段BC,CD的端点重合)且BE=CF,连接OE,OF,EF.在点E,F运动的过程中,有下列四个结论:①△OEF始终是等腰直角三角形;
②△OEF面积的最小值是2;③至少存在一个△ECF,使得△ECF的周长是4+2;④四边形OECF的面积始终是4.所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.③④ C.①②④ D.①②③④
9.(2023•紫金县二模)如图,在正方形ABCD中,AB=6,点O是对角线AC的中点,点Q是线段OA上的动点(点Q不与点O,A重合),连接BQ,并延长交边AD于点E,过点Q作FQ⊥BQ交CD于点F,分别连接BF与EF,BF交对角线AC于点G.过点C作CH∥QF交BE于点H,连接AH.有以下四个结论:①BF=BQ;②△DEF的周长为12;③线段AH的最小值为2;④2S△BQG=S△BEF.其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.(2023•平原县二模)如图,正方形ABCD中,AB=12,点P为射线DA上一个动点,连接CP,点E为CD上一点,且DE=4,在射线AB上截取点Q使EQ=CP,交CP于点M,连接BM,则BM的最小值为( )
A.8 B.12 C. D.
11.(2023秋•郏县期中)如图,已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(10,0),点B(0,6),点P为BC边上的动点,将△OBP沿OP折叠得到△ODP,连接CD、AD.则下列结论中:①当∠BOP=45°时,四边形OBPD为正方形;②当∠BOP=30°时,△OAD的面积为10;③当P在运动过程中,CD的最小值2﹣6;④当OD⊥AD时,BP=2.其中结论正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
12.(2023秋•梁溪区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AB=2,,点P是AD边上的一个动点,连接BP,点C关于直线BP的对称点为C1,当点P运动时,点C1也随之运动.若点P从点A运动到点D,则线段CC1扫过的区域的面积是( )
A. B. C. D.2π
13.(2023•花山区二模)如图,△ABC为等边三角形,D、E分别是边BC、AC上的点,且满足BD=CE=BC,P是边AB上的动点,以P、D、E为顶点,DE为对角线构造▱PDQE,若AB=10,则BQ的最小值为( )
A. B. C. D.10
14.(2023春•梁园区期末)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=1,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( )
A.2 B.4 C. D.2
15.(2023春•平桥区期末)如图,边长为2的正方形ABCD的对角线相交于点O,点E是BC边上的动点,连接OE并延长交AB的延长线于点P,过点O作OQ⊥OP交CD于点F,交BC延长线于点Q,连接PQ.若点E恰好是OP中点时,则PQ的长为( )
A.2 B. C. D.
16.(2023春•江阴市期末)如图,E为正方形ABCD中BC边上的一点,且AB=12,BE=4,M、N分别为边CD、AB上的动点,且始终保持MN⊥AE,则AM+NE的最小值为( )
A.8 B.8 C.8 D.12
17.(2023•南山区三模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=4,AC=8,点D为AC边上一个动点,以BD为边在BD的上方作正方形BDEF,当AE取得最小值时,BD的长为( )
A.2 B.4 C.1 D.8﹣2
18.(2023•诸暨市模拟)如图,▱ABCD中AB>AD,点E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA上异于端点的四点,满足AE=CG=1,DH=BF=2,M,N分别为AH,BF上异于端点的两点,连接MN,点O为线段MN上一个动点,从点M出发,运动到点N后停止,连接EH,OE,OH,OF,OG,当图中存在△OEH与四边形OFCG时,随着点O的移动,两者的面积之和变化趋势为( )
A.先变大再变小 B.先变小再变大
C.一直不变 D.以上都不对
19.(2023•安徽模拟)如图,正方形ABCD的边长AB=8,E为平面内一动点,且AE=4,F为CD上一点,CF=2,连接EF,ED,则EF+ED的最小值为( )
A.6 B.4 C.4 D.6
20.(2023•沛县校级一模)如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=2,动点P从点A出发向终点D运动,连接BP,并过点C作CH⊥BP,垂足为H.①△ABP∽△HCB;②AH的最小值为﹣; ③在运动过程中,点H的运动路径的长π,其中正确的有( )
A.①②③ B.①② C.②③ D.①③
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四边形中的动点问题(一)
1.(2024•娄星区二模)如图,已知菱形ABCD的边长为6,点M是对角线AC上的一动点,且∠ABC=120°,则MA+MB+MD的最小值是( )
A. B.3+3 C.6+ D.
【解答】解:如图,过点M作ME⊥AB于点E,连接BD交AC于O,
∵菱形ABCD中,∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°,AD=AB=DC=BC,
∴△ADB是等边三角形,
∴∠MAE=30°,
∴AM=2ME,
∵MD=MB,
∴MA+MB+MD=2ME+2DM=2DE,
点M运动到DE上,且DE⊥射线AB时,DE取得最小值,此时DE最短,即MA+MB+MD最小,
∵菱形ABCD的边长为6,
∴DE===3,
∴2DE=6.
∴MA+MB+MD的最小值是6.
故选:D.
2.(2024•宜兴市模拟)如图,在正方形ABCD中,AB=4,对角线AC上的有一动点P,以DP为边作正方形DPFG.下列结论:①在P点运动过程中,F点始终在射线BC上;②在P点运动过程中,∠CPD可能为135°;③若E是DC的中点,连接EG,则EG的最小值为;④△CDP为等腰三角形时,AP的值为2或4﹣4.其中结论正确的是( )
A.①②③ B.①③④ C.①③ D.②④
【解答】解:如图,连接CF,过点P作PH⊥PC交CD于H,
∵四边形ABCD和四边形DPFG是正方形,
∴PD=PF,∠DPF=∠HPC=90°,∠ACB=∠ACD=45°,
∴∠DPH=∠CPF,∠PCH=∠PHC=45°,
∴PH=PC,∠PHD=135°,
∴△DPH≌△FPC(SAS),
∴∠PHD=∠PCF=135°,
∴∠ACB+∠PCF=180°,
∴点B,点C,点F三点共线,故①正确;
∵∠CPD=∠CAD+∠ADP,∠CAD=45°,∠CPD=135°,
∴∠ADP=90°,
则点P与点C重合,
此时∠CPD不存在,故②错误;
如图,取AD的中点N,连接PN,
∵点N是AD的中点,点E是CD中点,
∴AN=DE=DN=2,
∵∠ADC=∠PDG=90°,
∴∠ADP=∠GDE,
又∵DP=DG,
∴△DPN≌△DGE(SAS),
∴EG=PN,
∵点P是线段AC上一点,
∴当NP⊥AC时,NP有最小值为,
∴EG有最小值为,故③正确;
∵AD=CD=4,
∴AC=AD=4,
当点P是AC中点时,AP=PD=PC=2,则△PCD是等腰三角形,
当CP=CD=4时,△PCD是等腰三角形,
∴AP=4﹣4,
当点P是AC起点A的时候,AP=0,△PCD是等腰三角形,
故④不正确,
故选:C.
3.(2024•东莞市三模)如图,已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(10,0),点B(0,6),点P为BC边上的动点,将△OBP沿OP折叠得到△OPD,连接CD、AD.则下列结论中:①当∠BOP=45°时,四边形OBPD为正方形;②当∠BOP=30°时,△OAD的面积为15;③当P在运动过程中,CD的最小值为2﹣6;④当OD⊥AD时,BP=2.其中结论正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:①∵四边形OACB是矩形,
∴∠OBC=90°,
∵将△OBP沿OP折叠得到△OPD,
∴OB=OD,∠PDO=∠OBP=90°,∠BOP=∠DOP,
∵∠BOP=45°,
∴∠DOP=∠BOP=45°,
∴∠BOD=90°,
∴∠BOD=∠OBP=∠ODP=90°,
∴四边形OBPD是矩形,
∵OB=OD,
∴四边形OBPD为正方形;故①正确;
②过D作DH⊥OA于H,
∵点A(10,0),点B(0,6),
∴OA=10,OB=6,
∴OD=OB=6,∠BOP=∠DOP=30°,
∴∠DOA=30°,
∴DH==3,
∴△OAD的面积为OA•DH=×3×10=15,故②正确;
③连接OC,
则OD+CD≥OC,
即当OD+CD=OC时,CD取最小值,
∵AC=OB=6,OA=10,
∴OC===2,
∴CD=OC﹣OD=2﹣6,
即CD的最小值为2﹣6;故③正确;
④∵OD⊥AD,
∴∠ADO=90°,
∵∠ODP=∠OBP=90°,
∴∠ADP=180°,
∴P,D,A三点共线,
∵OA∥CB,
∴∠OPB=∠POA,
∵∠OPB=∠OPD,
∴∠OPA=∠POA,
∴AP=OA=10,
∵AC=6,
∴CP==8,
∴BP=BC﹣CP=10﹣8=2,故④正确;
故选:D.
4.(2024•游仙区模拟)如图,在矩形ABCD中,AB=13,BC=8,E为AB上一点,BE=8,P为直线CD上的动点,以PQ为斜边作Rt△PDQ,交直线AD于点Q,且满足PQ=10,若F为PQ的中点,连接CE,CF,则当∠ECF最小时,tan∠ECF的值为( )
A. B. C. D.
【解答】解:连接DF,延长CF与DQ交于点M,连接EM,过E点作EN⊥CF于点N,
∵F是PQ的中点,∠PDQ=90°,
∴DF===5,
当CF为以D为圆心,5为半径的圆相切时,∠ECF最小,
此时DF⊥CF,
∴CF==12,
∵∠CDM=∠CFD=90°,∠DCF=∠MCD,
∴△CDF∽△CMD,
∴,即,
∴,
∴,
∴=,
∴,
∵BE=8,
∴AE=13﹣8=5,
∴S△CEM=S矩形ABCD﹣S△AEM﹣S△CDM﹣S△BCE==,
∴,即,
∴EN=,
∵CE=,
∴=
∴tan∠ECF=.
故选:D.
5.(2024•天山区校级一模)如图,正方形ABCD边长为1,点E在边AB上(不与A,B重合),将△ADE沿直线DE折叠,点A落在点A1处,连接A1B,将A1B绕点B顺时针旋转90°得到A2B,连接A1A,A1C,A2C.给出下列四个结论:
①△ABA1≌△CBA2;
②∠ADE+∠A1CB=45°;
③点P是直线DE上动点,则CP+A1P的最小值为;
④当∠ADE=30°时,△A1BE的面积为.
其中正确的结论个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴BA=BC,∠ABC=90°,
∵∠A1BA2=∠ABC=90°,
∴∠ABA1=∠CBA2,
∵BA1=BA2,
∴△ABA1≌△CBA2(SAS),故①正确;
过点D作DT⊥CA1于点T,
∵CD=DA1,
∴∠CDT=∠A1DT,
∵∠ADE=∠A1DE,∠ADC=90°,
∴∠ADE+∠CDT=45°,
∵∠CDT+∠DCT=90°,∠DCT+∠BCA1=90°,
∴∠CDT=∠BCA1,
∴∠ADE+∠BCA1=45°,故②正确;
连接PA,AC.
∵A,A1关于DE对称,
∴PA=PA1,
∴PA1+PC=PA+PC≥AC=,
∴PA1+PC的最小值为,故③正确;
过点A1作A1H⊥AB于点H,
∵∠ADE=30°,
∴AE=A1E=AD•tan30°=,
∴EB=AB﹣AE=1﹣,
∵∠A1EB=60°,
∴A1H=A1E•sin60°=×=,
∴△A1BE的面积=×(1﹣)×=,故④错误;
故选:C.
6.(2023秋•高青县期末)如图,▱ABCD中,AB=22cm,BC=8cm,∠A=45°,动点E从A出发,以2cm/s的速度沿AB向点B运动,动点F从点C出发,以1cm/s的速度沿着CD向D运动,当点E到达点B时,两个点同时停止.则EF的长为10cm时点E的运动时间是( )
A.6s B.6s或10s C.8s D.8s或12s
【解答】解:在▱ABCD中,CD=AB=22cm,AD=BC=8cm,
如图,过点D作DG⊥AB于点G,
∵∠A=45°,
∴△ADG是等腰直角三角形,
∴AG=DG=AD=8,
过点F作FH⊥AB于点H,
得矩形DGHF,
∴DG=FH=8cm,DF=GH,
∵EF=10cm,
∴EH==6cm,
由题意可知:AE=2t cm,CF=t cm,
∴GE=AE=AG=(2t﹣8)cm,DF=CD﹣CF=(22﹣t)cm,
∴GH=GE+EH=(2t﹣8)+6=(2t﹣2)cm,
∴2t﹣2=22﹣t,
解得t=8,
当F点在E点左侧时,
由题意可知:AE=2t cm,CF=t cm,
∴GE=AE﹣AG=(2t﹣8)cm,DF=CD﹣CF=(22﹣t)cm,
∴GH=GE﹣EH=(2t﹣8)﹣6=(2t﹣14)cm,
∴2t﹣14=22﹣t,
解得t=12,
∵点E到达点B时,两点同时停止运动,
∴2t≤22,解得t≤11.
∴t=12不符合题意,舍去,
∴EF的长为10cm时点E的运动时间是8s,
故选:C.
7.(2023春•衡山县校级期中)如图,在正方形ABCD中,点P是AB上一动点(点P不与A,B重合),对角线AC,BD相交于点O,过点P分别作AC,BD的垂线,分别交AC,BD于点E,F,交AD,BC于点M,N,下列结论:①△APE≌△AME;②PM+PN=BD;③PE2+PF2=PO2;其中正确的有( )个.
A.0 B.1 C.2 D.3
【解答】解:①∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAC=∠DAC=45°,
∵PM⊥AC,
∴∠AEP=∠AEM=90°,
在△APE和△AME中,
,
∴△APE≌△AME(ASA),故①正确;
②∵△APE≌△AME,
∴PE=EM=PM,
同理,FP=FN=NP,
在正方形ABCD中,AC⊥BD,AC=BD,
∵PE⊥AC,PF⊥BD,
∴∠PEO=∠EOF=∠PFO=90°,且△APE中,AE=PE,
∴四边形PEOF是矩形.
∴PF=OE,
在△APE中,∠AEP=90°,∠PAE=45°,
∴△APE为等腰直角三角形,
∴AE=PE,
∴PE+PF=OA,
又∵PE=EM=PM,FP=FN=NP,OA=AC,
∴PM+PN=AC=BD,故②正确;
③∵四边形PEOF是矩形,
∴PE=OF,
在直角△OPF中,OF2+PF2=PO2,
∴PE2+PF2=PO2,
故③正确;
∴正确的有①②③,共3个.
故选:D.
8.(2023春•西城区校级期中)已知:如图,正方形ABCD中,AB=4,AC,BD相交于点O,E,F分别为边BC,CD上的动点(点E,F不与线段BC,CD的端点重合)且BE=CF,连接OE,OF,EF.在点E,F运动的过程中,有下列四个结论:①△OEF始终是等腰直角三角形;
②△OEF面积的最小值是2;③至少存在一个△ECF,使得△ECF的周长是4+2;④四边形OECF的面积始终是4.所有正确结论的序号是( )
A.①②③ B.③④ C.①②④ D.①②③④
【解答】解:①∵四边形ABCD是正方形,AC,BD相交于点O,
∴OB=OC,∠OBC=∠OCD=45°,
在△OBE和△OCF中,
,
∴△OBE≌△OCF(SAS),
∴OE=OF,
∵∠BOE=∠COF,
∴∠EOF=∠BOC=90°,
∴△OEF是等腰直角三角形;
故①正确;
②∵当OE⊥BC时,OE最小,此时OE=OF=BC=2,
∴△OEF面积的最小值是×2×2=2,
故②正确;
③∵BE=CF,
∴CE+CF=CE+BE=BC=4,
假设存在一个△ECF,使得△ECF的周长是4+2,
则EF=2,
由①得△OEF是等腰直角三角形,
∴OE==.
∵OB=2,OE的最小值是2,
∴存在一个△ECF,使得△ECF的周长是4+2.
故③正确;
④由①知:△OBE≌△OCF,
∴S四边形OECF=S△COE+S△OCF=S△COE+S△OBE=S△OBC=S正方形ABCD=×4×4=4,
故④正确;
故选:D.
9.(2023•紫金县二模)如图,在正方形ABCD中,AB=6,点O是对角线AC的中点,点Q是线段OA上的动点(点Q不与点O,A重合),连接BQ,并延长交边AD于点E,过点Q作FQ⊥BQ交CD于点F,分别连接BF与EF,BF交对角线AC于点G.过点C作CH∥QF交BE于点H,连接AH.有以下四个结论:①BF=BQ;②△DEF的周长为12;③线段AH的最小值为2;④2S△BQG=S△BEF.其中正确结论的个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【解答】解:①∵BQ⊥FQ,
∴∠FQB=∠BCD=90°,
∴点B,点C,点F,点Q四点共圆,
∴∠QFB=∠QCB=45°,∠QBF=∠QCF=45°,
∴∠QBF=∠QFB,
∴BQ=FQ,
∴BF=BQ.
故①正确;
②如图,延长DA至N使AN=CF,连接BN,
∵CF=AN,∠BAN=∠BCF=90°,AB=BC,
∴△ABN≌△CBF(SAS),
∴BF=BN,∠ABN=∠CBF,
∵∠QBF=45°,
∴∠ABE+∠CBF=45°,
∵∠ABE+∠ABN=45°,
∴∠EBN=∠EBF=45°,
又∵BE=BE,BF=BN,
∴△BEF≌△BEN(SAS),
∴EF=EN,
∴△DEF的周长=DE+DF+EF=DE+DF+EN=DE+DF+AE+CF=AD+CD=12,故②正确;
③∵CH∥FQ,
∴∠BHC=∠BQF=90°,
∴点H在以BC为直径的圆上运动,
如图,以BC为直径作圆,取BC的中点P,连接AP,PH,
∴BP=3=HP,
∴AP==3 ,
在△AHP中,AH≥AP﹣HP,
∴当点H在AP上时,AH有最小值为3﹣3,故③错误;
④如图,连接EG,
∵∠DAC=∠QBF=45°,
∴点A,点B,点G,点E四点共圆,
∴∠BAC=∠BEG=45°,
∴∠BEG=∠EBF=45°,∠EGB=90°,
∴EG=BG,
∴BE=BG,
∵∠BEG=∠BFQ=45°,
∴点E,点F,点G,点Q四点共圆,
∴∠BQG=∠BFE,∠BGQ=∠BEF,
∴△BQG∽△BFE,
∴=( )2=,
∴S△BQG=S△BEF;故④正确,
故选:C.
10.(2023•平原县二模)如图,正方形ABCD中,AB=12,点P为射线DA上一个动点,连接CP,点E为CD上一点,且DE=4,在射线AB上截取点Q使EQ=CP,交CP于点M,连接BM,则BM的最小值为( )
A.8 B.12 C. D.
【解答】解:如图,过点E作EF⊥AB于点F,
则∠EFA=∠EFQ=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠D=∠A=90°,
∴四边形DAFE是矩形,
∴AD=EF=CD,
在Rt△EFQ和Rt△CDP中,
,
∴Rt△EFQ≌Rt△CDP(HL),
∴∠FEQ=∠DCP,
∵∠FEQ+∠CEM=∠CEF=90°,
∴∠DCP+∠CEM=90°,
∴∠EMC=90°,
∴点M在以CE为直径的半圆上(不与重合C,E),
∵AB=CD=12,DE=4,
∴EC=12﹣4=8,
∴OE=OC=4,
∴OB==4,
∴当点M运动到OB与半圆的交点处时BM最小,此时BM=OB﹣OM=4﹣4.
故选:C.
11.(2023秋•郏县期中)如图,已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(10,0),点B(0,6),点P为BC边上的动点,将△OBP沿OP折叠得到△ODP,连接CD、AD.则下列结论中:①当∠BOP=45°时,四边形OBPD为正方形;②当∠BOP=30°时,△OAD的面积为10;③当P在运动过程中,CD的最小值2﹣6;④当OD⊥AD时,BP=2.其中结论正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:①∵四边形OACB是矩形,
∴∠OBC=90°,
∵将△OBP沿OP折叠得到△OPD,
∴OB=OD,∠PDO=∠OBP=90°,∠BOP=∠DOP,
∵∠BOP=45°,
∴∠DOP=∠BOP=45°,
∴∠BOD=90°,
∴∠BOD=∠OBP=∠ODP=90°,
∴四边形OBPD是矩形,
∵OB=OD,
∴四边形OBPD为正方形;故①正确;
②过D作DH⊥OA于H,
∵点A(10,0),点B(0,6),
∴OA=10,OB=6,
∴OD=OB=6,∠BOP=∠DOP=30°,
∴∠DOA=30°,
∴DH==3,
∴△OAD的面积为,故②错误;
③连接OC,
则OD+CD≥OC,
即当OD+CD=OC时,CD取最小值,
∵AC=OB=6,OA=10,
∴OC===2,
∴CD=OC﹣OD=2﹣6,
即CD的最小值为2﹣6;故③正确;
④∵OD⊥AD,
∴∠ADO=90°,
∵∠ODP=∠OBP=90°,
∴∠ADP=180°,
∴P,D,A三点共线,
∵OA∥CB,
∴∠OPB=∠POA,
∵∠OPB=∠OPD,
∴∠OPA=∠POA,
∴AP=OA=10,
∵AC=6,
∴CP==8,
∴BP=BC﹣CP=10﹣8=2,故④正确;
故选:C.
12.(2023秋•梁溪区校级期中)如图,在矩形ABCD中,AB=2,,点P是AD边上的一个动点,连接BP,点C关于直线BP的对称点为C1,当点P运动时,点C1也随之运动.若点P从点A运动到点D,则线段CC1扫过的区域的面积是( )
A. B. C. D.2π
【解答】解:如图,当P与A重合时,点C关于BP的对称点为C′,
当P与D重合时,点C关于BP的对称点为C″,
∴点P从点A运动到点D,则线段CC1扫过的区域为:扇形BC'C''和△BCC'',
在△BCD中,∠BCD=90°,BC=2,CD=2,
∴tan∠DBC==,
∴∠DBC=30°,
∴∠CBC″=60°,
∵BC=BC'',
∴△BCC''为等边三角形,
∴S扇形BC′C″==4π,
作C''F⊥BC于F,
∵△BCC''为等边三角形,
∴BF=BC=,
∴C''F=tan60°×=3,
∴S△BCC''=×2×3=3,
∴线段CC1扫过的区域的面积为:4π+3.
故选:C.
13.(2023•花山区二模)如图,△ABC为等边三角形,D、E分别是边BC、AC上的点,且满足BD=CE=BC,P是边AB上的动点,以P、D、E为顶点,DE为对角线构造▱PDQE,若AB=10,则BQ的最小值为( )
A. B. C. D.10
【解答】解:由题意,建立平面直角坐标系,如图,设平行四边形对角线交于点M.
由题意,∵BD=CE=BC=AB=,
∴D(,0),E(,).
∵M是DE的中点,
∴M(,).
由题意,设直线AB为y=kx,A为(5,),
∴5=5k.
∴k=.
∴直线AB为y=x.
∵P在直线AB上,
∴可设P(m,m).
再设Q(x,y),
∴=,=.
∴上面两式消去m得,x﹣y=10.
∴Q在直线y=x﹣10上(如图).
∴当BQ垂直于直线y=x﹣10时,BQ最小.
对于直线y=x﹣10,
令x=0,∴y=﹣10;
令y=0,∴x=10.
∴利用面积法可得BQ的最小值为=5.
故选:A.
14.(2023春•梁园区期末)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=1,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( )
A.2 B.4 C. D.2
【解答】解:如图:
当点F与点C重合时,点P在P1处,CP1=DP1,
当点F与点E重合时,点P在P2处,EP2=DP2,
∴P1P2∥CE且P1P2=CE.
当点F在EC上除点C、E的位置处时,有DP=FP.
由中位线定理可知:P1P∥CE且P1P=CF.
∴点P的运动轨迹是线段P1P2,
∴当BP⊥P1P2时,PB取得最小值.
∵矩形ABCD中,AB=2,AD=1,E为AB的中点,
∴△CBE、△ADE、△BCP1为等腰直角三角形,CP1=1.
∴∠ADE=∠CDE=∠CP1B=45°,∠DEC=90°.
∴∠DP2P1=90°.
∴∠DP1P2=45°.
∴∠P2P1B=90°,即BP1⊥P1P2,
∴BP的最小值为BP1的长.
在等腰直角BCP1中,CP1=BC=1.
∴BP1=.
∴PB的最小值是.
故选:C.
15.(2023春•平桥区期末)如图,边长为2的正方形ABCD的对角线相交于点O,点E是BC边上的动点,连接OE并延长交AB的延长线于点P,过点O作OQ⊥OP交CD于点F,交BC延长线于点Q,连接PQ.若点E恰好是OP中点时,则PQ的长为( )
A.2 B. C. D.
【解答】解:作OH⊥AB于H,
∵四边形ABCD是正方形,
∴△OBC和△OAB是等腰直角三角形,
∴∠BOP+∠EOC=90°,
∵OQ⊥OP,
∴∠QOC+∠EOC=90°,
∴∠BOP=∠COQ,
∵∠ABO=∠OCB=45°,
∴∠OBP=∠OCQ=135°,
∵OB=OC,
∴△OBP≌△OCQ(ASA),
∴PO=QO,
∴△OPQ是等腰直角三角形,
∵OH⊥AB,EB⊥AB,
∴BE∥OH,
∴PB:BH=PE:OE,
∵OE=PE,
∴PB=BH,
∵△OAB是等腰直角三角形,OH⊥AB,
∴OH=BH=AB=×2=1,
∴PB=BH=1,
∴PH=PB+BH=2,
∴OP===,
∴PQ=PO=.
故选:D.
16.(2023春•江阴市期末)如图,E为正方形ABCD中BC边上的一点,且AB=12,BE=4,M、N分别为边CD、AB上的动点,且始终保持MN⊥AE,则AM+NE的最小值为( )
A.8 B.8 C.8 D.12
【解答】解:过点D作DH∥MN,交AB于点H,过点E作EG∥MN,过点M作MG∥NE,两直线交于点G,连接AG,如图,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB∥CD,∠B=∠BAD=90°,
∵AB=12,BE=4,
∴AE===4,
∵DH∥MN,AB∥CD,
∴四边形DHNM是平行四边形,
∴DH=MN,
∵MN⊥AE,DH∥MN,EG∥MN,
∴DH⊥AE,AE⊥EG,
∴∠BAE+∠AHD=90°=∠AHD+∠ADH,∠AEG=90°,
∴∠BAE=∠ADH,
在△ABE和△DAH中,
,
∴△ABE≌△DAH(ASA),
∴DH=AE=4,∠ADH=∠BAE,
∵∠ADH+∠DHA=90°,
∴∠DHA+∠HAE=90°,
∴AE⊥DH,
∵DH∥MN∥EG,
∴AE⊥EG,
∴MN=DH=AE=4,
∵EG∥MN,MG∥NE,
∴四边形NEGM是平行四边形,
∴NE=MG,MN=EG=AE=4,
∴AM+NE=AM+MG,
∴当点A,点M,点G三点共线时,AM+NE的最小值为AG,
∴AG===8.
故选:C.
17.(2023•南山区三模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=4,AC=8,点D为AC边上一个动点,以BD为边在BD的上方作正方形BDEF,当AE取得最小值时,BD的长为( )
A.2 B.4 C.1 D.8﹣2
【解答】解:过点E作EH⊥AC于H,如图:
∵四边形DEFB是正方形,
∴∠BDE=90°=∠C,DE=BD,
∴∠EDA+∠BDC=90°,∠BDC+∠DBC=90°,
∴∠DBC=∠EDA,且DE=BD,∠DHE=∠C=90°,
∴△BDC≌△DEH(AAS),
∴EH=CD,DH=BC=4,
∴AH=AC﹣DH﹣CD=8﹣4﹣CD=4﹣CD,
∵AE2=AH2+EH2=(4﹣CD)2+CD2=2(CD﹣2)2+8,
∵2>0,
∴当CD=2时,AE2最小,AE也最小,
此时BD===2,
故选:A.
18.(2023•诸暨市模拟)如图,▱ABCD中AB>AD,点E,F,G,H分别为AB,BC,CD,DA上异于端点的四点,满足AE=CG=1,DH=BF=2,M,N分别为AH,BF上异于端点的两点,连接MN,点O为线段MN上一个动点,从点M出发,运动到点N后停止,连接EH,OE,OH,OF,OG,当图中存在△OEH与四边形OFCG时,随着点O的移动,两者的面积之和变化趋势为( )
A.先变大再变小 B.先变小再变大
C.一直不变 D.以上都不对
【解答】解:如图,连接OD,BO,
设点O到CD的距离为h1,到BE的距离为h2,到AD的距离h3,到BC的距离为h4,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴CD=AB,AD=BC,
∵CG=AE=1,
∴DG=BE,
∴S△DOG+S△BOE=DG•h1+BE•h2=DG•(h1+h2)=(CD﹣1)(h1+h2),
S△DHO+S△BFO=DH•h3+BF•h4=2h3+2h4=h3+h4,
∵CD为定值,h1+h2,h3+h4是平行四边形ABCD的高,均为定值,
∴S△DOG+S△BOE,S△DHO+S△BFO,均为定值,
∵△AEH的边长是定值,
∴S△AEH也为定值,
∵△OEH与四边形OFCG的面积之和为:平行四边形ABCD的面积﹣(S△DOG+S△BOE)﹣(S△DHO+S△BFO)﹣S△AEH,平行四边形ABCD的面积为定值,
∴△OEH与四边形OFCG的面积之和保持不变,
故选:C.
19.(2023•安徽模拟)如图,正方形ABCD的边长AB=8,E为平面内一动点,且AE=4,F为CD上一点,CF=2,连接EF,ED,则EF+ED的最小值为( )
A.6 B.4 C.4 D.6
【解答】解:如图,当点E运动到点E′时,EF+ED的值最小,最小值为EF+DE',
在AD边上取AH=2,
∵AE′=AE=4,
∴=2,
∵AD=8,
∴=2,
∴,
∵∠DAE′=∠E′AH,
∴△DAE′∽△E′AH,
∴=2,
∴E′H=DE',
∴EF+ED=EF+E′D=EF+E′H=HF,
∴EF+ED的最小值为HF的值,
∵DH=AD﹣AH=6,
DF=DC﹣CF=6,
在Rt△DHF中,根据勾股定理,得
HF=,
故选:A.
20.(2023•沛县校级一模)如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=2,动点P从点A出发向终点D运动,连接BP,并过点C作CH⊥BP,垂足为H.①△ABP∽△HCB;②AH的最小值为﹣; ③在运动过程中,点H的运动路径的长π,其中正确的有( )
A.①②③ B.①② C.②③ D.①③
【解答】解:①∵四边形ABCD是矩形,CH⊥BP,
∴∠BAP=∠CHB=∠ABC=90°,
∴∠ABP=∠HCB=90°﹣∠CBH,
∴△ABP∽△HCB,
故①正确;
②如图1,取BC的中点E,连接EH,AE,
∴BC=AD=2,AB=CD=2,
∴HE=BE=CE=BC=,
∴AE===,
∵AH+HE≥AE,
∴AH+≥,
∴AH≥﹣,
∴AH的最小值是﹣,
故②正确;
③如图2,点H的运动路径为以BC的中点E为圆心,半径长为的一段圆弧,
当点P与点D重合时,则BP为与矩形ABCD的对角线BD重合,
∴BP扫过的面积为S△ABD=AB•AD=×2×2=2,
∵∠BCD=90°,
∴tan∠CBD=,
∴∠CBD=30°,
∴∠EBH=∠EHB=30°,
∴∠BEH=180°﹣∠EBH﹣∠EHB=120°,
则点H运动的路径长为:=,
故③正确,
故选:A.
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