内容正文:
专题17 最值模型之胡不归模型与阿氏圆模型模型
目录
1
模型1.最值模型之胡不归模型 1
模型2.最值模型之阿氏圆模型 7
11
模型1.最值模型之胡不归模型
从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A到家B之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?”
看到这里很多人都会有一个疑问,少年究竟能不能提前到家呢?假设可以提早到家,那么他该选择怎样的一条路线呢?这就是今天要讲的“胡不归”问题.
一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1<V2,A、B为定点,点C在直线MN上,确定点C的位置使的值最小.(注意与阿氏圆模型的区分)。
1),记,即求BC+kAC的最小值.
2)构造射线AD使得sin∠DAN=k,,CH=kAC,将问题转化为求BC+CH最小值.
3)过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC最小.
【解题关键】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.(若k>1,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可)。
【最值原理】垂线段最短。
例1.(2024·四川德阳·二模)如图,已知抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.若P为y轴上一个动点,连接,则的最小值为( )
A. B.2 C.2 D.4
例2.(2024·陕西渭南·二模)如图,在菱形中,对角线相交于点,,,是对角线上的动点,则的最小值为 .
例3.(2023·湖南湘西·统考中考真题)如图,是等边三角形的外接圆,其半径为4.过点B作于点E,点P为线段上一动点(点P不与B,E重合),则的最小值为 .
例4.(2023·吉林长春·统考一模)(1)【问题原型】如图①,在,,,求点到的距离.
(2)【问题延伸】如图②,在,,.若点在边上,点在线段上,连结,过点作于,则的最小值为______.
(3)【问题拓展】如图(3),在矩形中,.点在边上,点在边上,点在线段上,连结.若,则的最小值为______.
模型2.最值模型之阿氏圆模型
动点到两定点距离之比为定值(即:平面上两点A、B,动点P满足 PA/PB=k(k为常数,且k≠1)),那么动点的轨迹就是圆,因这个结论最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现的,故称这个圆称为阿波罗尼斯圆,简称为阿氏圆。
如图 1 所示,⊙O的半径为 r,点 A、B都在⊙O 外,P为⊙O上一动点,已知r=k·OB(即), 连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?最小值是多少呢?
如图2,在线段OB上截取OC使OC=k·r(即),∵,∴,
∵∠POC=∠BOP,∴△POC∽△BOP,∴,即k·PB=PC。
故本题求“PA+k·PB”的最小值可以转化为 “PA+PC”的最小值。
其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C三点共线时,“PA+PC”值最小,如图3所示。
阿氏圆求最值的本质就是通过构造母子相似,化去比例系数,转化为两定一动将军饮马型求最值,难点在于如何构造母子相似。
阿氏圆最值问题常见考法:点在圆外:向内取点(系数小于1);点在圆内:向外取点(系数大于1);一内一外:提系数;隐圆型阿氏圆等。
注意区分胡不归模型和阿氏圆模型:在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“k·PA+PB”最值问题,其中P点轨迹是直线,而当P点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.
例1.(2024年广东深圳中考模拟试题)如图,矩形中,,点是矩形内部一个动点,且,连接,则的最小值为( )
A. B. C. D.
例2.(2024·广东·模拟预测)如图,已知正方ABCD的边长为6,圆B的半径为3,点P是圆B上的一个动点,则的最大值为_______.
例3.(2024·广东·校考二模)(1)初步研究:如图1,在△PAB中,已知PA=2,AB=4,Q为AB上一点且AQ=1,证明:PB=2PQ;(2)结论运用:如图2,已知正方形ABCD的边长为4,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推广:如图3,已知菱形ABCD的边长为4,∠A=60°,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC−PB的最大值.
一、单选题
1.(24-25八年级上·江苏无锡·期末)如图,在矩形中,,,E,F分别是,上的点.现将四边形沿折叠,点A、B的对应点分别为M、N,且点N恰好落在上.连接,过B作,垂足为G,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.7
2.(2021九年级·全国·专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C为圆心、3为半径作⊙C,P为⊙C上一动点,连接AP、BP,则AP+BP的最小值为( )
A.7 B.5 C. D.
二、填空题
3.(23-24九年级上·江苏徐州·期中)如图,已知正方形的边长为2,点O是边的中点,G为正方形内一动点,且.点P是边上另一动点,连接、,则的最小值为 .
4.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)如图,在矩形中,,,点为对角线的中点,点在边上,且,将绕点旋转,点的对应点为点,连接、,则面积的最小值为 .
三、解答题
5.(2024·湖北·模拟预测)若抛物线交x轴于交y轴于
(1)请求出抛物线的解析式并直接写出的解集.
(2)在抛物线对称轴上有一点P.当三角形为直角三角形时请求出P点的坐标.
(3)以B为圆心2为半径做圆,上有一点M,连接.请求出的最小值.
6.(24-25九年级上·海南三亚·期末)如图1,已知抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.
(1)求该抛物线所对应的函数关系式;
(2)已知点是抛物线的顶点,点是线段上的一个动点(与点、不重合),过点E作轴于点,交抛物线于点.
①求四边形的面积;
②求的边上的高的最大值;
③如图2,在②的条件下,在x轴上是否存在点G,使得的值最小?若存在,请求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
7.(2024·四川成都·模拟预测)探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.
【尝试初探】
(1)如图①,在四边形中,若,,,求的长;
【深入探究】
(2)如图②,在四边形中,若,,,求的长;
【拓展延伸】
(3)如图③,在四边形中,若,,,延长相交于点,,是线段上一动点,连接,求的最小值.
8.(20-21九年级上·江苏宿迁·期末)问题提出:如图①,在中,,,,的半径为,为圆上一动点,连接,求的最小值.
(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图①,连接,在上取一点,使,则.又,所以.所以.所以,所以.请你完成余下的思考,并直接写出答案:的最小值为 ;
(2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的前提下,求的最小值;
(3)拓展延伸:如图②,已知在扇形COD中,,,,,是上一点,求的最小值.
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专题17 最值模型之胡不归模型与阿氏圆模型模型
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模型1.最值模型之胡不归模型 1
模型2.最值模型之阿氏圆模型 7
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模型1.最值模型之胡不归模型
从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A到家B之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?”
看到这里很多人都会有一个疑问,少年究竟能不能提前到家呢?假设可以提早到家,那么他该选择怎样的一条路线呢?这就是今天要讲的“胡不归”问题.
一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1<V2,A、B为定点,点C在直线MN上,确定点C的位置使的值最小.(注意与阿氏圆模型的区分)。
1),记,即求BC+kAC的最小值.
2)构造射线AD使得sin∠DAN=k,,CH=kAC,将问题转化为求BC+CH最小值.
3)过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC最小.
【解题关键】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.(若k>1,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可)。
【最值原理】垂线段最短。
例1.(2024·四川德阳·二模)如图,已知抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.若P为y轴上一个动点,连接,则的最小值为( )
A. B.2 C.2 D.4
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的图象,等腰三角形的判定与性质,勾股定理,垂线段最短等知识,关键在于把求最小值转化为求的最小值;连接,过点P作于点G,连接,过点A作于点H;由B、C的坐标得,则有,从而;于是求最小值转化为求的最小值;利用勾股定理即可求得最小值.
【详解】解:连接,过点P作于点G,连接,过点A作于点H,如图,
,,,,
∴,的最小值为的长,
∵, ,在中,,,
的最小值为.故选:C.
例2.(2024·陕西渭南·二模)如图,在菱形中,对角线相交于点,,,是对角线上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,解直角三角形,过点P作,连接,由菱形的性质可得,则由勾股定理可得,解直角三角形得到,则,进而得到当三点共线,且时,最小,最小值为的长,据此利用等面积法求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,过点P作,连接,
∵在菱形中,对角线相交于点,,,
∴,∴,∴,
∴在中,,∴,
∴当三点共线,且时,最小,最小值为的长,
∴此时有,∴,∴,
∴的最小值为,故答案为:.
例3.(2023·湖南湘西·统考中考真题)如图,是等边三角形的外接圆,其半径为4.过点B作于点E,点P为线段上一动点(点P不与B,E重合),则的最小值为 .
【答案】6
【分析】过点P作,连接并延长交于点F,连接,根据等边三角形的性质和圆内接三角形的性质得到,,然后利用含角直角三角形的性质得到,进而求出,然后利用代入求解即可.
【详解】如图所示,过点P作,连接并延长交于点F,连接
∵是等边三角形, ∴
∵是等边三角形的外接圆,其半径为4∴,,
∴ ∴
∵∴∴
∵,∴∴
∴的最小值为的长度∵是等边三角形,,
∴∴的最小值为6.故答案为:6.
【点睛】此题考查了圆内接三角形的性质,等边三角形的性质,含角直角三角形的性质等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
例4.(2023·吉林长春·统考一模)(1)【问题原型】如图①,在,,,求点到的距离.
(2)【问题延伸】如图②,在,,.若点在边上,点在线段上,连结,过点作于,则的最小值为______.
(3)【问题拓展】如图(3),在矩形中,.点在边上,点在边上,点在线段上,连结.若,则的最小值为______.
【答案】(1);(2);(3)
【分析】(1)过点作于,过点作于,根据等腰三角形的性质可得,再由勾股定理可得的长,再由,即可求解;
(2)连接,过点作于,过点作于.根据题意可得的最小值等于的长,再由当时,的长最小,可得的最小值等于的长,再根据等腰三角形的性质可得,再由勾股定理可得的长,再由,即可求解;
(3)过点F作于点H,连接,过点E作于点G,根据直角三角形的性质可得在,从而得到,继而得到的最小值等于,再由当时,的长最小,即的长最小,可得的最小值等于,即可求解.
【详解】解:(1)如图,过点作于,过点作于.
∵,∴.在中,.
∵,∴.∴点到的距离为.
(2)如图,连接,过点作于,过点作于.
∵,∴的最小值等于的长,
∵当时,的长最小,此时点Q与点H重合,
∴的最小值等于的长,∵,∴.
在中,.
∵,∴.
即的最小值为;故答案为:
(3)如图,过点F作于点H,连接,过点E作于点G,
在中,,∴,
∴,∴的最小值等于,
∵当时,的长最小,即的长最小,此时点H与点G重合,
∴的最小值等于,
∵四边形是矩形,∴,
∴,∴,即的最小值等于.
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的性质,勾股定理,矩形的性质,直角三角形的性质,熟练掌握等腰三角形的性质,勾股定理,矩形的性质,直角三角形的性质是解题的关键.
模型2.最值模型之阿氏圆模型
动点到两定点距离之比为定值(即:平面上两点A、B,动点P满足 PA/PB=k(k为常数,且k≠1)),那么动点的轨迹就是圆,因这个结论最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现的,故称这个圆称为阿波罗尼斯圆,简称为阿氏圆。
如图 1 所示,⊙O的半径为 r,点 A、B都在⊙O 外,P为⊙O上一动点,已知r=k·OB(即), 连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?最小值是多少呢?
如图2,在线段OB上截取OC使OC=k·r(即),∵,∴,
∵∠POC=∠BOP,∴△POC∽△BOP,∴,即k·PB=PC。
故本题求“PA+k·PB”的最小值可以转化为 “PA+PC”的最小值。
其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C三点共线时,“PA+PC”值最小,如图3所示。
阿氏圆求最值的本质就是通过构造母子相似,化去比例系数,转化为两定一动将军饮马型求最值,难点在于如何构造母子相似。
阿氏圆最值问题常见考法:点在圆外:向内取点(系数小于1);点在圆内:向外取点(系数大于1);一内一外:提系数;隐圆型阿氏圆等。
注意区分胡不归模型和阿氏圆模型:在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“k·PA+PB”最值问题,其中P点轨迹是直线,而当P点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.
例1.(2024年广东深圳中考模拟试题)如图,矩形中,,点是矩形内部一个动点,且,连接,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可得:点在以为圆心,为半径的圆弧上运动,在上取一点,使,连接,由矩形的性质可得,,推出,证明,得到,推出,即当、、共线时,取最小值,最小值为,最后根据勾股定理求出,即可求解.
【详解】解:根据题意可得:点在以为圆心,为半径的圆弧上运动,在上取一点,使,连接,矩形中,,,,,,
,,又,,,,
,当、、共线时,取最小值,最小值为,
,故选:B.
【点睛】本题考查了矩形的性质,相似三角形的判定与性质,圆的性质,勾股定理,线段和最短问题,解题的关键是正确作出辅助线.
例2.(2024·广东·模拟预测)如图,已知正方ABCD的边长为6,圆B的半径为3,点P是圆B上的一个动点,则的最大值为_______.
【答案】
【解析】当P点运动到BC边上时,此时PC=3,根据题意要求构造,在BC上取M使得此时PM=,则在点P运动的任意时刻,均有PM=,从而将问题转化为求PD-PM的最大值.连接PD,对于△PDM,PD-PM<DM,故当D、M、P共线时,PD-PM=DM为最大值.
例3.(2024·广东·校考二模)(1)初步研究:如图1,在△PAB中,已知PA=2,AB=4,Q为AB上一点且AQ=1,证明:PB=2PQ;(2)结论运用:如图2,已知正方形ABCD的边长为4,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推广:如图3,已知菱形ABCD的边长为4,∠A=60°,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC−PB的最大值.
【答案】(1)见解析;(2)10;(3)
【分析】(1)证明△PAQ∽△BAP,根据相似三角形的性质即可证明PB=2PQ;
(2)在AB上取一点Q,使得AQ=1,由(1)得PB=2PQ,推出当点C、P、Q三点共线时,PC+PQ的值最小,再利用勾股定理即可求得2PC+PB的最小值;(3)作出如图的辅助线,同(2)法推出当点P在CQ交⊙A的点P′时,PC−PQ的值最大,再利用勾股定理即可求得2PC−PB的最大值.
【详解】解:(1)证明:∵PA=2,AB=4,AQ=1,∴PA2=AQ⋅AB=4.∴.
又∵∠A=∠A,∴△PAQ∽△BAP.∴.∴PB=2PQ;
(2)如图,在AB上取一点Q,使得AQ=1,连接AP,PQ,CQ.
∴AP=2,AB=4,AQ=1.由(1)得PB=2PQ,∴2PC+PB=2PC+2PQ=2(PC+PQ).
∵PC+PQ≥QC,∴当点C、P、Q三点共线时,PC+PQ的值最小.
∵QC==5,∴2PC+PB=2(PC+PQ)≥10.∴2PC+PB的最小值为10.
(3)如图,在AB上取一点Q,使得AQ=1,连接AP,PQ,CQ,延长CQ交⊙A于点P′,过点C作CH垂直AB的延长线于点H.易得AP=2,AB=4,AQ=1.
由(1)得PB=2PQ,∴2PC−PB=2PC−2PQ=2(PC−PQ) ,
∵PC−PQ≤QC,∴当点P在CQ交⊙A的点P′时,PC−PQ的值最大.
∵QC= =,∴2PC−PB=2(PC−PQ)≤2.∴2PC−PB的最大值为2.
【点睛】本题考查了圆有关的性质,正方形的性质,菱形的性质,相似三角形的判定和性质、两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会构建相似三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,把问题转化为两点之间线段最短解决.
一、单选题
1.(24-25八年级上·江苏无锡·期末)如图,在矩形中,,,E,F分别是,上的点.现将四边形沿折叠,点A、B的对应点分别为M、N,且点N恰好落在上.连接,过B作,垂足为G,则的最小值为( )
A. B.5 C. D.7
【答案】A
【知识点】利用矩形的性质证明、线段垂直平分线的性质、折叠问题、用勾股定理解三角形
【分析】连接,,延长到J,使得,连接,证明,利用勾股定理求出即可解决问题.
【详解】解:连接,,延长到J,使得,连接.
由翻折变换的性质可知垂直平分线段,,
,
,G,N三点共线,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
,
,,
,
,
的最小值为.
故选:A.
【点睛】本题考查胡不归问题,矩形的性质,勾股定理,翻折变换,线段垂直平分线的性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称变换的性质解决最短问题.
2.(2021九年级·全国·专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C为圆心、3为半径作⊙C,P为⊙C上一动点,连接AP、BP,则AP+BP的最小值为( )
A.7 B.5 C. D.
【答案】B
【知识点】圆与三角形的综合(圆的综合问题)
【详解】思路引领:如图,在CA上截取CM,使得CM=1,连接PM,PC,BM.利用相似三角形的性质证明MPPA,可得AP+BP=PM+PB≥BM,利用勾股定理求出BM即可解决问题.
答案详解:如图,在CA上截取CM,使得CM=1,连接PM,PC,BM.
∵PC=3,CM=1,CA=9,
∴PC2=CM•CA,
∴,
∵∠PCM=∠ACP,
∴△PCM∽△ACP,
∴,
∴PMPA,
∴AP+BP=PM+PB,
∵PM+PB≥BM,
在Rt△BCM中,∵∠BCM=90°,CM=1,BC=7,
∴BM5,
∴AP+BP≥5,
∴AP+BP的最小值为5.
故选:B.
二、填空题
3.(23-24九年级上·江苏徐州·期中)如图,已知正方形的边长为2,点O是边的中点,G为正方形内一动点,且.点P是边上另一动点,连接、,则的最小值为 .
【答案】/
【知识点】圆的基本概念辨析、根据正方形的性质求线段长、用勾股定理解三角形、线段问题(轴对称综合题)
【分析】本题考查了轴对称求最短线段,矩形和正方形的性质,圆的定义,勾股定理等知识,利用对称的性质作线段的等量转移是解题关键.作点关于直线的对称点,连接,以为圆心,长为半径作圆,点在圆上运动,、与交于点、,则,,,当点、在、位置时,此时点、、、四点共线,有最小值为长,过点作于点,求出,即可求解.
【详解】解:正方形的边长为2,点O是边的中点,
,,,
如图,作点关于直线的对称点,连接,以为圆心,长为半径作圆,点在圆上运动,与与交于点、,
则,,,
,
当点、在、位置时,此时点、、、四点共线,有最小值为长,
过点作于点,则四边形是矩形,
,,
,
,
的最小值为,
的最小值为,即,
故答案为:.
4.(24-25九年级上·陕西渭南·期中)如图,在矩形中,,,点为对角线的中点,点在边上,且,将绕点旋转,点的对应点为点,连接、,则面积的最小值为 .
【答案】
【知识点】根据矩形的性质求线段长、根据旋转的性质求解、垂线段最短、用勾股定理解三角形
【分析】由矩形的性质和勾股定理得,则有,根据旋转性质得点在以点为圆心,为半径的圆上运动,设到的距离为,则,当最小时,面积的最小,过作于点,连接,当三点共线时,有最小值,此时最小值为的长,,然后用等面积法即可求出的长,则,从而求解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵点为对角线的中点,
∴,
∵,将绕点旋转,点的对应点为点,
∴,
∴点在以点为圆心,为半径的圆上运动,
设到的距离为,则,
当最小时,面积的最小,
过点作与点,交圆于点,则,
∵四边形是矩形,
∴与不重合,
过作于点,连接,
∵,
∴,
∴当三点共线时,有最小值,
如图,此时与重合,与重合,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴面积的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了矩形的性质,旋转的性质,勾股定理,垂线段最短,等面积法,掌握知识点的应用是解题的关键.
三、解答题
5.(2024·湖北·模拟预测)若抛物线交x轴于交y轴于
(1)请求出抛物线的解析式并直接写出的解集.
(2)在抛物线对称轴上有一点P.当三角形为直角三角形时请求出P点的坐标.
(3)以B为圆心2为半径做圆,上有一点M,连接.请求出的最小值.
【答案】(1),
(2)当的坐标为、、或时三角形为直角三角形
(3)
【知识点】特殊三角形问题(二次函数综合)、相似三角形的判定与性质综合、圆的基本概念辨析、根据交点确定不等式的解集
【分析】(1)将、、代入即可求解;由图象可知当时,;据此即可求解;
(2由题意得其对称轴,设,分别求出直线、直线、直线的解析式,分类讨论、、三种情况即可求解;
(3) 在上做一点,使,可证,推出,即可求解;
【详解】(1)解:抛物线过、、
可得方程组
解得
由图象可知:当时,;
∴的解集为
(2)解: ∵
抛物线的对称轴为直线
设,
∵、
∴,,
当时,,
即:
解得;
当时,有,
即:
解得 ;
当时,有;
即:
解得、 ;
当的坐标为、、或时三角形为直角三角形
(3)解:在上做一点,使,连TC,TM,MB
在与中,
,
,
,
,
,
的最小值为,
的最小值为即
【点睛】本题考查了二次函数综合问题,涉及了二次函数与不等式的关系、待定系数法、二次函数与特殊三角形综合、相似三角形的判定与性质等知识点,掌握相关函数性质是解题关键.
6.(24-25九年级上·海南三亚·期末)如图1,已知抛物线与x轴交于两点,与y轴交于点.
(1)求该抛物线所对应的函数关系式;
(2)已知点是抛物线的顶点,点是线段上的一个动点(与点、不重合),过点E作轴于点,交抛物线于点.
①求四边形的面积;
②求的边上的高的最大值;
③如图2,在②的条件下,在x轴上是否存在点G,使得的值最小?若存在,请求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)①12;②.③
【知识点】一次函数与几何综合、待定系数法求二次函数解析式、解直角三角形的相关计算、线段周长问题(二次函数综合)
【分析】(1)根据抛物线与x轴交于,两点,设函数解析式为,再将点代入求解即可.
(2)①先求出抛物线的顶点坐标为,再根据四边形的面积计算即可;
②求出直线的解析式为:,求出,设的边上的高为,设点E为,则,在中,,即可求出答案;
③以点A为顶点作,过点G作于点M,得到三点共线时,有最小值,即为的长,此时点G在点的位置,利用解直角三角形求出答案即可.
【详解】(1)∵抛物线与x轴交于,两点,
∴设该抛物线的解析式为:.
∵过点,
∴,
解得,
∴该抛物线的解析式为:.
(2)∵,
∴抛物线的顶点坐标为
∴四边形的面积;
即四边形的面积
②设直线的解析式为:,
把点,代入,得
,解得,
∴直线的解析式为:.
∵, ,
∴,
∵,
∴,
∴,
设的边上的高为,如图,
设点E为,则,
则,
在中,,
∵,
∴当时,有最大值,最大值为;
③以点A为顶点作,过点G作于点M,
∴,
∴,即三点共线时,有最小值,即为的长,此时点G在点的位置,
如图:
由可知,当时,,
∴有最大值时,点E的坐标为, 则,
在中,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
即的最小值为
【点睛】本题考查了待定系数法求解析式,等腰直角三角形的判定和性质,二次函数求最值,解直角三角形,矩形的判定和性质等知识,解题关键是在求等腰直角三角形的存在性时,注意分类讨论的思想的运用,要把所有符合条件的点求全.
7.(2024·四川成都·模拟预测)探究式学习是新课程倡导的重要学习方式,某兴趣小组拟做以下探究.
【尝试初探】
(1)如图①,在四边形中,若,,,求的长;
【深入探究】
(2)如图②,在四边形中,若,,,求的长;
【拓展延伸】
(3)如图③,在四边形中,若,,,延长相交于点,,是线段上一动点,连接,求的最小值.
【答案】(1)10;(2)8;(3).
【知识点】垂线段最短、全等三角形综合问题、等腰三角形的性质和判定、解直角三角形的相关计算
【分析】本题是三角形综合题,涉及了解特殊的直角三角形、对角互补模型、最值胡不归模型、角平分线性质及判定、全等三角形的判定,解题关键是利用三角形全等转化线段和角的关系,由30度角、45度角的解直角三角形,求边长,构造胡不归模型利用垂线段最短求出最值.
(1)易证,从而可得,,进而由含30度直角三角形性质可得;
(2)如图2,取的中点O,连接、, 由直角三角形斜边中线等于斜边一半可证明是等腰直角三角形,,即可求出.
(3)由已知可以求得证明,,再构造含30度的直角三角形求出,再利用胡不归模型构造的折线段,根据垂线段最短,得出的最小值即可求解.
【详解】解:(1)∵,,;
∴;
∴,
∴,
∴.
(2)如图②,取的中点O,连接、,
∵,
∴,,
∴,,
∴,;
∴,即,
∵,
∴,
又∵,
∴,
(3)如图③,过点A作,
∵,,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
过点A作交于点Q,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
如图④,作,过点P作,垂足为H,过点D作,垂足为N,交于M,
∴,,
∴,,
∵,当点P在点M位置时,点H与N重合,取最小值,最小值为,
∴的最小值为,
∴最小值为.
8.(20-21九年级上·江苏宿迁·期末)问题提出:如图①,在中,,,,的半径为,为圆上一动点,连接,求的最小值.
(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图①,连接,在上取一点,使,则.又,所以.所以.所以,所以.请你完成余下的思考,并直接写出答案:的最小值为 ;
(2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的前提下,求的最小值;
(3)拓展延伸:如图②,已知在扇形COD中,,,,,是上一点,求的最小值.
【答案】(1)
(2)
(3)
【知识点】圆与三角形的综合(圆的综合问题)、相似三角形的判定与性质综合、用勾股定理解三角形
【分析】(1)利用勾股定理即可求得本题答案;
(2)连接,在上取点,使,则有,可证,得到,即,从而的最小值为;
(3)延长到点,使,连接,可证,得到,得到,当三点共线时,得到最小值.
【详解】(1)解:如图连接,
∵,要使最小,
∴当最小,当点在同一条直线时,最小,
∴的最小值为,
在中,,,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:;
(2)解:如图连接,在上取点,使,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:;
(3)解:如图延长到点,使,
∴,
连接,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当三点共线时,取得最小值:,
故答案为:.
【点睛】本题考查勾股定理,相似三角形判定及性质,最值得确定.
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