内容正文:
专题03 圆拓展之最值篇思维导图
【类型覆盖】
类型一、点的运动路径
【解惑】如图,内接于的半径为是上的一动点,P是弦的中点,则点Q从点B运动到点C时,点P所经过的路径长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查圆三角形的综合运用,如图所示,连接,由垂径定理得,点P在以为直径的圆上运动,设该圆与交于点,则圆心角,根据弧长的计算方法即可求解.
【详解】解:如图所示,连接,
因为P是弦的中点
∴,
,
∴点P在以为直径的圆上运动,设该圆与交于点,则圆心角,
∴点P所经过的路径长为,
故选:B.
【融会贯通】
1.如图,在平面直角坐标系中,四边形是矩形,点,,将矩形绕点O逆时针旋转,则旋转后点B的对应点的坐标和点B在旋转过程中绕过的路径长分别是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】A
【分析】本题考查勾股定理、矩形的性质以及旋转变换的性质,弧长的计算.利用勾股定理、矩形的性质以及旋转变换的性质,弧长公式解决问题即可.
【详解】解:连接,
∵是矩形,
∴,
∴点B的坐标为,
由旋转可得点的坐标为,
∵,
∴点B在旋转过程中绕过的路径长为
故选A.
2.如图,在正方形中,,动点分别在边上移动,且满足.连接和,交于点.点从点开始运动到点时,点也随之停止运动,请求出点的运动路径长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、圆周角、求弧长等知识,确定点的运动路径是解题关键.首先证明,结合全等三角形的性质可证明;连接,交于点,结合可知点的运动路径在以为直径的圆上,且为圆心角为的圆弧,然后求解即可.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,,
在和中,
,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,,即,
连接,交于点,如下图,
∵点在运动中保持,
∴点的运动路径在以为直径的圆上,
又∵当点运动到点时,点到达点,
∴此时点与点重合,即点的运动路径为圆心角为的圆弧,
∴点的运动路径长为.
3.在矩形中,,,点、分别是边、的中点,某一时刻,动点从点出发,沿方向以每秒4个单位长度的速度向点匀速运动;同时,动点从点出发,沿方向以每秒2个单位长度的速度向点匀速运动,其中一点运动到矩形顶点时,两点同时停止运动,连接,过点作的垂线,垂足为.在整个运动过程中,点所经过的路径长是 .
【答案】
【分析】根据矩形性质、中点性质即可求得,如图1中,连接交于点,连接,首先证明,利用勾股定理求出.由,推出点在为直径的上运动,当点与重合时,如图2中,连接,.点的运动轨迹是,求出,再利用弧长公式求解.
【详解】解:四边形是矩形,
,,
点、分别是边、的中点,
,,
连接交于点,连接,如图1,
四边形是矩形,
,
,
,
,
,
在中,,
,
,
点在为直径的上运动,
当点与重合时,如图2中,连接,.点的运动轨迹是,
此时,,
,
,,
平分,
,
,
,
点的运动轨迹的长.
故答案为:.
【点睛】本题考查矩形的判定与性质,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,弧长公式等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题.
类型二、将军饮马
【解惑】如图,在中,是的直径,,,M是上一动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了轴对称确定最短路线问题,垂径定理,熟记定理并作出图形,判断出的最小值等于圆的直径的长度是解题的关键.作点C关于的对称点,连接与相交于点M,根据轴对称确定最短路线问题,点M为的最小值时的位置,根据垂径定理可得,然后求出为直径,从而得解.
【详解】解:如图,作点C关于的对称点,连接与相交于点M,
此时,点M为的最小值时的位置,即点M与点O重合
由垂径定理,,
∴,
∵,为直径,
∴为直径,
即
∴的最小值是
故选:D.
【融会贯通】
1.如图,AB是⊙O的直径,AB=2,点C在⊙O上,∠CAB=30°,D为弧BC的中点,E是直径AB上一动点,则CE+DE最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【答案】B
【分析】作点D关于AB的对称点为D′,连接OC,OD,OD′,CD′,交AB于点E,则CE+DE的最小值就是CD′的长度,根据已知易证∠COD′=90°,然后利用勾股定理进行计算即可解答.
【详解】解:作点D关于AB的对称点为D′,连接OC,OD,OD′,CD′,交AB于点E,
∴DE=D′E,
∴CE+DE=CE+D′E=CD′,
∵∠CAB=30°,
∴∠COB=2∠CAB=60°,
∵D为的中点,
∴,
∵,
∴,
∴∠COD=∠DOB=∠BOD′=30°,
∴∠COD′=90°,
∵AB=2,
∴OC=OD′=1,
∴CD′=,
∴CE+DE最小值为:,
故选:B.
【点睛】本题考查了圆周角定理,圆心角、弧、弦的关系,垂径定理,轴对称-最短路线问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
2.如图,以BC为直径作⊙O,A,D为圆周上的点,,.若点P为BC垂直平分线MN上的一动点,则阴影部分周长的最小值为 .
【答案】
【分析】根据对称的性质可知阴影部分的周长的最小值为AC+CD,求出AC的长即可.
【详解】解:连接AC,根据对称的意义可知,PD+PC的最小值为AC,
∵AD∥BC,AB=CD=AD=2,
∴,
∴∠ABC=2∠ACB,
∵BC为直径,
∴∠BAC=90°,
∴∠ACB=30°,∠ABC=60°,
∴AC=AB=,
所以阴影部分周长的最小值为AC+CD=,
故答案为:.
【点睛】本题考查轴对称的性质,圆周角定理,理解轴对称的性质是解决问题的关键.
3.如图所示,是的直径,,,点为弧的中点,点是直径上的一个动点,的最小值为 .
【答案】
【分析】作出D关于AB的对称点D′,则PC+PD的最小值就是CD′的长度,在△COD′中根据边角关系即可求解.
【详解】解:作出D关于AB的对称点D′,连接OC,OD′,CD′.
又∵点C在⊙O上,∠CAB=30°,D为弧的中点,即,
∴∠BAD′=∠CAB=15°.
∴∠CAD′=45°.
∴∠COD′=90°.则△COD′是等腰直角三角形.
∵OC=OD′=AB=10,
∴CD′=,
故答案为:.
【点睛】本题考查了圆周角定理以及路程的和最小的问题,正确作出辅助线是解题的关键.
类型三、两动一定
【解惑】如图,正方形中,,E是的中点.以点C为圆心,长为半径画圆,点P是上一动点,点F是边上一动点,连接,若点Q是的中点,连接,,则的最小值为( )
A. B. C.6 D.
【答案】B
【分析】取点B关于直线的对称点M,连接,两线交于点O,连接,,,过O作于点N,根据勾定理求出,结合四点共线时最小即可得到答案;
【详解】解:取点B关于直线的对称点M,连接,两线交于点O,连接,,,,过O作于点N,
∵正方形,E是的中点.
∴,,,
∵点Q是的中点,
∴,
∴点Q在以O为圆心,半径为1的圆上运动,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴
∴,
∵,
∴当、 、、四点共线时的值最小,
,
∴的最小值为: ,
故选:B.
【点睛】本题考查轴对称最小距离和问题,正方形的轴对称性质,圆上动点最小距离问题,勾股定理,解题的关键是找到点Q的轨迹.
【融会贯通】
1.如图,在正方形中,,点E是正方形内部一动点,且,点P是边上一动点,连接,,则的最小值为( )
A. B. C. D.4
【答案】A
【分析】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,正方形的性质,勾股定理,正确的作出辅助线是解题的关键.
根据,得到点E在以为直径的半圆上移动,如图,设的中点为O,作正方形关于直线对称的正方形,则点D的对应点是F,连接交于P,交半圆O于E,则线段的长即为的长度最小值,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】解: ∵,
∴点E在以为直径的半圆上移动,
如图,设的中点为O,
作正方形关于直线对称的正方形,
则点D的对应点是F,
连接交于P,交半圆O于E,
则线段的长即为的长度最小值,
∵,
∴,
∴,
∴,
故的长度最小值为,
故选A.
2.如图,正方形的边长为4,点E是正方形内的动点,点P是边上的动点,且.连接,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】本题考查最短路径问题,涉及到知识点有圆周角定理,正方形的性质,勾股定理.先证明得到点E在以为直径的半圆上移动,再作点D关于直线的对应点是F,即可得,求出的长度即可.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴点E在以为直径的半圆上移动,
如图,设的中点为O,
作正方形关于直线对称的正方形,
则点D的对应点是F,
连接交于,交半圆O于E',连接,则,
根据对称性有:,
则有,
∴的最小值为,
∵,
∴,
∴,
∴,
故的长度最小值为.
故答案为:.
3.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,若点为抛物线上一点且横坐标为,点为轴上一点,点在以点为圆心,为半径的圆上,则的最小值 .
【答案】/
【分析】先求出点,点,作点关于轴对称的点,则点,连接交与轴于,交于,过点作轴于,连接,当点与点重合,点与点重合时,为最小,最小值为线段的长,然后可在中由勾股定理求出,进而可得,据此可得出答案.
【详解】解:对于,当时,,
解得:,,
点的坐标为,
对于,当时,,
点的坐标为,
作点关于轴对称的点,则点,
连接交与y轴于,交于,过点作轴于,连接,
当点与点重合,点与点重合时,为最小,最小值为线段的长.
理由如下:
当点与点不重合,点与点不重合时,
根据轴对称的性质可知:,
,
根据“两点之间线段最短”可知:,
即:,
,
,
即:,
当点与点重合,点与点重合时,为最小.
点,,
,,,
,
在中,,,
由勾股定理得:,
.
即为最小值为.
故答案为:.
【点睛】此题主要考查了二次函数与轴的交点,利用轴对称求最短路线,圆的性质,勾股定理等,解答此题的关键是准确的求出二次函数与轴的交点坐标,难点是确定当为最小时,点,的位置.
类型四、折叠圆
【解惑】如图,的三边的长度分别用表示,且满足,点在边上,将沿折叠,使点落在点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了非负数的性质,勾股定理的逆定理,折叠的性质,点和圆的位置关系,三角形的三边关系,由非负数的性质可得,,进而由勾股定理的逆定理可得为直角三角形,又由折叠可得,,由此判断出点在以点为圆心,为半径的圆上,由三角形三边关系可得,即可求解,判断出点在以点为圆心,为半径的圆上是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,,,
∴,,
∴,,
∵,
∴为直角三角形,,
由折叠可得,,,
∴点在以点为圆心,为半径的圆上,如图,
∵,
∴,
∴的最小值为,
故选:.
【融会贯通】
1.如图,在矩形中,,点E、F分别是上的动点,且,连接,将矩形沿折叠,点C落在点G处,点D落在H处.在点E从A移动到中点P的过程中,线段的最大值( )
A. B.4 C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查矩形的性质,全等三角形的判定与性质,点的轨迹等知识,连接与交于点O,连接证明点O是的中点,求出,再判断出点G的运动轨迹为,即可求出绪论.
【详解】解:连接与交于点O,连接
∵四边形是矩形,
∴
∴
又∵
∴
∴
∴点O为的中点,
连接则与交于点O,
由折叠得,
又
∴,
∴
又,
∴
∴G在以O为圆心,为半径的圆弧上运动,E在A处时,G与C重合,E在P处时,G与B重合,
∴G的运动轨迹为,
∴连接并延长,交于时,最大,
当共线时,即G与重合时,最大,
∴,
∵P为的中点,O为的中点,
∵,
∴,
即的最大值为,
故选:C
2.如图,在矩形中,为的中点,为边上的任意一点,把沿折叠,得到,连接.若,,当取最小值时,的值等于 .
【答案】
【分析】点在以为圆心为半径的圆上运动,当、、共线时时,此时的值最小,根据折叠的性质,得出,再根据全等三角形的性质,得出,,再根据勾股定理求出,根据折叠的性质,可知,再根据线段之间的数量关系,得出,再利用勾股定理,列出方程,解出即可得出答案.
【详解】解:如图所示,点在以为圆心,为半径的圆上运动,当、、共线时时,此时的值最小,
根据折叠的性质,,
,,
是边的中点,,
,
,
,
.
由折叠可知:,
,
在中,根据勾股定理得:
,
,
解得.
故答案为:.
【点睛】本题考查了折叠的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、两点之间线段最短的综合运用,熟练掌握折叠的性质是解题的关键.
3.如图在矩形中,,,M是边的中点,N是边上的动点,将沿所在直线折叠,得到,连接,则的最小值是 .
【答案】/
【分析】根据矩形折叠的性质得到,确定出当点在线段上时,有最小值,再利用勾股定理计算即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,.
∵M是的中点,
∴.
∵将沿所在直线折叠,
∴,
∴点在以点M为圆心,为半径的圆上,
∴如图,当点在线段上时,有最小值,
∵,
∴的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质和翻转折叠的知识点.利用数形结合的思想并确定当点在线段上时,有最小值是解题的关键.
类型五、直角圆
【解惑】如图,在等腰中,,,,点是边上一动点,连接,以为直径的圆交于点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了直角所对的弦是直径,勾股定理,求一点到圆上的距离的最值问题;连接,根据得出点在以为直径的上,进而勾股定理求得,当点在线段上时,最小,即可求解.
【详解】如解图①,连接,
,,,
,
为直径,
,
,
点在以为直径的上,
的半径为,连接,,
,
在中,
,,
,
如解图②,当点在线段上时,最小,
,即线段长度的最小值为.
故选:C.
【融会贯通】
1.如图,在矩形中,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查矩形的性质、相似三角形的判定与性质、圆周角定理、三角形中位线的判定与性质、勾股定理,根据题意,正确作出辅助线,得出点G在以为直径的圆上运动,以及找到的最小值为是解题关键.延长交的延长线于M,连接,设的中点为N,过点N作,以N为圆心,为直径作圆,连接,根据,可得,再由勾股定理可得,根据,可得点G在以为直径的圆上运动,当点B,G,N三点共线时,取得最小值,最小值为,即可求解.
【详解】解:如图,延长交的延长线于M,连接,设的中点为N,过点N作,以N为圆心,为直径作圆,连接,
∵四边形是矩形,,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∵,
∴点G在以为直径的圆上运动,当点B,G,N三点共线时,取得最小值,最小值为,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为.
故选:B
2.如图,在中,,,,点D为线段上一动点.以为直径,作交于点E,连,则的最小值为 .
【答案】16
【分析】本题考查了圆周角定理和勾股定理,解决本题的关键是确定点运动的规律,从而把问题转化为圆外一点到圆上一点的最短距离问题.连接,可得,从而知点在以为直径的上,继而知点、、共线时最小,根据勾股定理求得的长,即可得答案.
【详解】解:如图,连接,
,
点在以为直径的上,
,
,
当点、、共线时最小,
,
,
,
的最小值为16,
故答案为:16.
3.如图,在正方形中,,,分别是边,上的动点,,交于点,连接.
(1)若,分别是边,上的中点,则______;
(2)若,则的最小值为______.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了圆周角定理,掌握相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理是解题的关键.
(1)证明,推出,得到,再证明,利用相似三角形的性质求解即可;
(2)同(1)可证明,得到点在以为直径的上,当、、共线时,有最小值,最小值为的长,据此求解即可.
【详解】(1)解: 正方形中,,,分别是边,上的中点,
,,,
,,
,
,
,
,
,即,
.
故答案为:.
(2)在正方形中,,
,
,即,
∴点在以为直径的上,如图,
当、、共线时,最小值为的长,
,,
∴DG的最小值为.
故答案为:.
类型六、切线与勾股定理
【解惑】如图,在平面直角坐标系中,的半径为,点在经过点,的直线上,与相切于点,则切线长的最小值为( )
A. B. C.3 D.
【答案】B
【分析】本题考查了切线的判定与性质、坐标与图形性质以及矩形的性质等知识点.连接.根据勾股定理知,因为是定值,所以当时,线段最短,即线段最短.
【详解】连接、.
是的切线,
;
根据勾股定理知,
当时,线段最短;
又,,
,
,
的最小值.
故选B.
【融会贯通】
1.如图,等边三角形的边长为,的半径为,为边上一动点,过点作的切线,切点为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】连接、,过点作于,由三线合一可求出的长,再利用勾股定理可求出的长,根据切线的性质得到,利用勾股定理可求出的长,然后根据垂线段最短即可得解.
【详解】解:如图,连接、,过点作于,
,
是等边三角形,且,
,
,
是的切线,
,
,
,
当取得最小值时,取得最小值,
根据垂线段最短可知,当时,最小,取得最小值,此时,
的最小值为:,
故选:.
【点睛】本题主要考查了垂线的性质,三线合一,勾股定理,切线的性质,垂线段最短等知识点,熟练掌握切线的性质及垂线段最短是解题的关键.
2.如图,在平面直角坐标系中,是直线上的一个动点,的半径为1,直线切于点,则线段的最小值为 .
【答案】
【分析】连接、,如图,根据切线的性质得,再利用勾股定理得到,利用垂线段最短,当最小时,最小,然后求出的最小值,从而得到的最小值.本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.也考查了勾股定理.
【详解】解:连接、,如图,
直线切于点,
,
在中,,
当最小时,最小,
当直线时,有最小值2,
的最小值为.
故答案为.
3.如图,在中,,,.的半径为1,点P是边上的动点,过点P作的一条切线,点D为切点,则线段长的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了切线的性质、垂线段最短、勾股定理,连接,,根据切线的性质和勾股定理推出,由于为半径是定值,则最小时,取最小值,由垂线段最短可知,当时,最小,利用三角形面积求得,即可求得线段长的最小值.
【详解】解:连接,,如图所示:
为的一条切线,
,
,
为半径是定值,
当最小时,取得最小值,
由垂线段最短可知,当时,最小,
,,.
,
,
,解得,
,
故答案为:.
类型七、中位线与瓜豆原理
【解惑】如图,在平面直角坐标系中,,以点B为圆心,2为半径的上有一动点P.连接,若点C为的中点,连接,则的最小值是( )
A. B.2 C.25 D.3
【答案】A
【分析】取点,连接,连接交于E,根据三角形中位线定理得到,根据勾股定理求出,进而求出,计算即可.
【详解】解:如图,取点,连接,连接交于E,
是的中点,O是的中点,
是的中位线,
,
在中,,
,
当点P与点E重合时,最小为,
的最小值为:,
故选:A.
【点睛】本题考查的是三角形中位线定理、勾股定理的应用,正确作出辅助线是解题的关键.
【融会贯通】
1.已知抛物线与x轴交于A,B两点,对称轴与x轴交于点D,点C为抛物线的顶点,以C点为圆心的半径为2,点G为上一动点,点P为的中点,则的最大值与最小值和为( )
A. B. C. D.5
【答案】D
【分析】连接.利用三角形的中位线定理证明,求出的最大和最小值,即可解决问题.
【详解】解:如图,连接.
∵,
∴,
∴当的值最大时,的值最大,当的值最小时,的值最小,
∵,
∴,
∴,
当点G在线段的延长线上时,的值最大,最大值,
当点G在线段上时,的值最小,最小值,
∴的最大值为3.5,的最小值为1.5,
∴DP的最大值与最小值和为.
故选D.
【点睛】本题考查二次函数图象上的点的坐标特征,勾股定理,三角形中位线定理等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题.
2.如图,点A的坐标为,轴于点B,点C为坐标平面内一点,,点D为线段的中点,连接,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了坐标和图形的性质,点与圆的位置关系,三角形的中位线定理等知识,确定为最小值时点C的位置是解题的关键.作点A关于x轴的对称点E,根据中位线的性质得到,求出的最小值即可.
【详解】解:如图,作点A关于x轴的对称点,
则点B是的中点,
又∵点D是的中点,
∴是的中位线,
∴,
∴当最小时,最小,
∵点C为坐标平面内一点,且,
∴点C在以O为圆心,5为半径的上运动,
∴当减去半径时,最小.
∵,
∴,
∴的最小值为,
∴的最小值.
故答案为:.
3.如图,在中,,,,是以斜边为直径的半圆上一动点,为的中点,连接,则的最小值为
【答案】
【分析】取的中点、的中点、的中点,连接、、、、、,如图,根据勾股定理得到,根据直角三角形的性质得到,,根据圆周角定理得到点在以为直径的圆上,当点点在点时,点在点;点点在点时,点在点,取的中点,连接交于,则的长度即为的最小值,延长交于,连接根据相似三角形的性质即可得到结论.
【详解】解:取的中点、的中点、的中点,连接、、、、、,如图,
在中,,,,
,
,,
为的中点,
,
,
点在以为直径的圆上,
当点点在点时,点在点;点点在点时,点在点,
取的中点,连接交于,
则的长度即为的最小值,
延长交于,连接,
∵,,
∴
,,
,
,
即,
解得:(负值舍去),
故的最小值为:,
故答案为:.
【点睛】本题考查了点与圆的位置关系,勾股定理,垂径定理,相似三角形的判定和性质,判断出点所在的圆是解题的关键.
类型八、其它最值
【解惑】如图,中,,, ,点P是上一动点,于D,于E,在点P的运动过程中,线段的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】根据可以确定A,D,P,E四点共圆,根据三角形内角和定理确定,进而确定当时,线段取得最小值,根据三角形内角和定理和圆周角定理的推论确定,根据相似三角形的判定定理和性质可,设,根据等角对等边和勾股定理表示出和,根据所对的直角边是斜边的一半,圆周角定理和勾股定理表示出,最后代入比例式中计算即可.
【详解】解:∵于D,于E,
∴,
∴,
∴A、D、P、E四点共圆,且直径为,
∵,是定值,所以直径最小时,所对的弦最小,此时,
在中,
∴是等腰直角三角形,,
∴也是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
设,则,,
则,
∵,
∴,
过D作于M,
∴,,
∴,
∴,
由勾股定理得:,
∴,
∴,
则线段的最小值为
故选:D.
【点睛】本题考查确定圆的条件,圆周角定理及其推论,勾股定理,相似三角形的判定定理和性质,含的直角三角形,正确确定何时取得最小值是解题关键.
【融会贯通】
1.如图,在等边中,,点D,E分别在边上,且,连接交于点F,连接,则的最小值是( )
A. B. C.-1 D.-1
【答案】A
【分析】此题主要考查全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质、圆周角定理、解直角三角形等,添加辅助圆作出相应辅助线是解题关键.
根据三角形全等的判定定理和性质可得:,,利用各角之间的数量关系可得:,作的外接圆,则点F在圆上运动,连接,交劣弧于点,当点F与点重合时,的长度最小,证明,进一步即可求出的最小值.
【详解】解:∵是等边三角形,
∴,
∵,,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
作的外接圆,则点F的运动轨迹为以O为圆心,为半径的圆,如图所示,连接,交劣弧于点,当点F与点重合时,的长度最小,
∵
∴
∴,
∴,
在中,
,
∴,
∴,
∴的最小值为,
故选:A.
2.如图,,,,为上的一段弧,且,分别在、线段和上选取点,,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】如图,连接,作点P关于的对称点M,作点P关于的对称点N,连接交于E,交于F,此时的周长,,求出的最小值即可解决问题.
【详解】解:如图,连接,作点P关于的对称点M,作点P关于的对称点N,连接交于E,交于F,
此时的周长,
∴当的值最小时,的值最小,
,
,
,
∴当的值最小时,的值最小,
取的中点J,连接.
,
,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
∵当点P在直线上时,的值最小,最小值为,
的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查圆周角定理,垂径定理,轴对称−最短问题、勾股定理、等边三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题,属于中考填空题中的压轴题.
3.如图,在正方形中,点,分别在边,上(不与顶点重合),且满足,连接,交于点.,分别是边,的中点,连结接,.若正方形的边长为,则的最小值为 .
【答案】
【分析】由四边形是正方形,得,,证明,根据性质得出,点无论在何处,均有,即点在以中点为圆心,为直径的圆上,用点表示的中点,连接,用点表示的中点,用点表示的中点,连接,以为圆心,为半径画圆,然后证明,则,故的最小值也就是的最小值,当点三点共线时,最小,最小值为线段的长度,最后由勾股定理即可求解.
【详解】∵四边形是正方形,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点无论在何处,均有,即点在以中点为圆心,为直径的圆上,用点表示的中点,连接,用点表示的中点,用点表示的中点,连接,以为圆心,为半径画圆,如图中的,
∵在上运动且不与重合,
∴点的轨迹就是,不与重合,
∵,,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值也就是的最小值,
∵点在上,
∴当点三点共线时,最小,最小值为线段的长度,
∵点分别是正方形边的中点,
∴四边形是矩形,
∵点分别是矩形边的中点,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴在中,由勾股定理得,
即:的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了正方形的性质,矩形的判定与性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,圆周角定理,两点之间线段最短,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
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专题03 圆拓展之最值篇思维导图
【类型覆盖】
类型一、点的运动路径
【解惑】如图,内接于的半径为是上的一动点,P是弦的中点,则点Q从点B运动到点C时,点P所经过的路径长为( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,在平面直角坐标系中,四边形是矩形,点,,将矩形绕点O逆时针旋转,则旋转后点B的对应点的坐标和点B在旋转过程中绕过的路径长分别是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
2.如图,在正方形中,,动点分别在边上移动,且满足.连接和,交于点.点从点开始运动到点时,点也随之停止运动,请求出点的运动路径长为 .
3.在矩形中,,,点、分别是边、的中点,某一时刻,动点从点出发,沿方向以每秒4个单位长度的速度向点匀速运动;同时,动点从点出发,沿方向以每秒2个单位长度的速度向点匀速运动,其中一点运动到矩形顶点时,两点同时停止运动,连接,过点作的垂线,垂足为.在整个运动过程中,点所经过的路径长是 .
类型二、将军饮马
【解惑】如图,在中,是的直径,,,M是上一动点,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,AB是⊙O的直径,AB=2,点C在⊙O上,∠CAB=30°,D为弧BC的中点,E是直径AB上一动点,则CE+DE最小值为( )
A.1 B. C. D.2
2.如图,以BC为直径作⊙O,A,D为圆周上的点,,.若点P为BC垂直平分线MN上的一动点,则阴影部分周长的最小值为 .
3.如图所示,是的直径,,,点为弧的中点,点是直径上的一个动点,的最小值为 .
类型三、两动一定
【解惑】如图,正方形中,,E是的中点.以点C为圆心,长为半径画圆,点P是上一动点,点F是边上一动点,连接,若点Q是的中点,连接,,则的最小值为( )
A. B. C.6 D.
【融会贯通】
1.如图,在正方形中,,点E是正方形内部一动点,且,点P是边上一动点,连接,,则的最小值为( )
A. B. C. D.4
2.如图,正方形的边长为4,点E是正方形内的动点,点P是边上的动点,且.连接,则的最小值为 .
3.如图,抛物线与轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,若点为抛物线上一点且横坐标为,点为轴上一点,点在以点为圆心,为半径的圆上,则的最小值 .
类型四、折叠圆
【解惑】如图,的三边的长度分别用表示,且满足,点在边上,将沿折叠,使点落在点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,在矩形中,,点E、F分别是上的动点,且,连接,将矩形沿折叠,点C落在点G处,点D落在H处.在点E从A移动到中点P的过程中,线段的最大值( )
A. B.4 C. D.
2.如图,在矩形中,为的中点,为边上的任意一点,把沿折叠,得到,连接.若,,当取最小值时,的值等于 .
3.如图在矩形中,,,M是边的中点,N是边上的动点,将沿所在直线折叠,得到,连接,则的最小值是 .
类型五、直角圆
【解惑】如图,在等腰中,,,,点是边上一动点,连接,以为直径的圆交于点,则线段长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,在矩形中,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,,,点D为线段上一动点.以为直径,作交于点E,连,则的最小值为 .
3.如图,在正方形中,,,分别是边,上的动点,,交于点,连接.
(1)若,分别是边,上的中点,则______;
(2)若,则的最小值为______.
类型六、切线与勾股定理
【解惑】如图,在平面直角坐标系中,的半径为,点在经过点,的直线上,与相切于点,则切线长的最小值为( )
A. B. C.3 D.
【融会贯通】
1.如图,等边三角形的边长为,的半径为,为边上一动点,过点作的切线,切点为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
2.如图,在平面直角坐标系中,是直线上的一个动点,的半径为1,直线切于点,则线段的最小值为 .
3.如图,在中,,,.的半径为1,点P是边上的动点,过点P作的一条切线,点D为切点,则线段长的最小值为 .
类型七、中位线与瓜豆原理
【解惑】如图,在平面直角坐标系中,,以点B为圆心,2为半径的上有一动点P.连接,若点C为的中点,连接,则的最小值是( )
A. B.2 C.25 D.3
【融会贯通】
1.已知抛物线与x轴交于A,B两点,对称轴与x轴交于点D,点C为抛物线的顶点,以C点为圆心的半径为2,点G为上一动点,点P为的中点,则的最大值与最小值和为( )
A. B. C. D.5
2.如图,点A的坐标为,轴于点B,点C为坐标平面内一点,,点D为线段的中点,连接,则的最小值为 .
3.如图,在中,,,,是以斜边为直径的半圆上一动点,为的中点,连接,则的最小值为
类型八、其它最值
【解惑】如图,中,,, ,点P是上一动点,于D,于E,在点P的运动过程中,线段的最小值为( )
A. B. C. D.
【融会贯通】
1.如图,在等边中,,点D,E分别在边上,且,连接交于点F,连接,则的最小值是( )
A. B. C.-1 D.-1
2.如图,,,,为上的一段弧,且,分别在、线段和上选取点,,,则的最小值为 .
3.如图,在正方形中,点,分别在边,上(不与顶点重合),且满足,连接,交于点.,分别是边,的中点,连结接,.若正方形的边长为,则的最小值为 .
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