内容正文:
专题05 最值模型知识梳理
1、两定一动:
作法:如图,作点A关于直线l的对称点Aˊ,连接AˊB,AˊB与直线l的交点即为所求的点P.( PA+PB的最小值为线段AB的长)
作法:如图,连接AB并延长,与直线l交于点P,作|PA-PB|的值最大,最大值为线段AB.
作法:如图,作点B关于直线l的对称点Bˊ,连接ABˊ并延长,与直线l交于点P,此时|PA-PB|的值最大,最大值为线段AB的长.
A
2、两动一定:Pˊ
O
A
B
P
M
P
N
B
O
Pˊˊ
作法:如图,作点P关于OA,OB的对称点Pˊ、Pˊˊ,连接PˊPˊˊ与OA,OB交于点M、N,△MNP的周长.
3、两定两动:
作法:如图,作点P关于射线l2的对称点Pˊ,作点Q关于射线l1的对称点Qˊ,连接PˊQˊ,PˊQˊ与两条射线的交点即为所求点M,N.四边形PQMN的周长最小,最小值为PQ+PˊQˊ的值.
4、三动点:
作法:点D、E、F为动点,如图,将点D视为定点,利用“两动一定”模型求出△DEF周长的最小值,最小值为线段DˊDˊˊ的长.
5、两定点一定长:
作法:如图,将点A向下平移得到点Aˊ,使AAˊ=MN,连接AˊB,交直线n与点N,过点N作MN⊥m于点M,N即为所求.AM+MN+BN的最小值为AˊB+MN的值.
作法:如图,将点A向右平移a个单位长度得到点Aˊ,作点Aˊ关于l的对称点Aˊˊ,连接AˊˊB,交直线l与点N,连接AˊN,将点N向左平移a个单位长度得到点M,N即为所求.AM+MN+BN的最小值为AˊˊB+MN的值.
重难点题型分类
【题型1:两定一动】 【题型2:两动一定】
【题型3:两动两定】 【题型4:三动点】
【题型5:两定点一定长】 【题型6:压轴真题】
两定一动题型1
1.如图,菱形的边长为4,且,是的中点,为上一点且的周长最小,则的周长的最小值为( )
A. B. C. D.
2.如图,菱形ABCD的边长为4,∠DAB=60°,E为BC的中点,在对角线AC上存在一点P,使△PBE的周长最小,则△PBE的周长的最小值为 ( )
A. B. C. D.
3.如图,正方形ABCD的边长为2,M、N分别为AB、AD的中点,在对角线BD上找一点P,使△MNP的周长最小,则此时PM+PN= .
4.如图,在平面直角坐标系中,直线l平行于x轴,l上有两点A、B,且点A坐标为(-14,8),点B位于A点右侧,两点相距8个单位,动点P、Q分别从A、B出发,沿直线l向右运动,点P速度为2个单位/秒,点Q速度为6个单位/秒,设运动时间为t秒.
(1)用含t的代数式表示P、Q的坐标:P( _________ ),Q( _________ );
(2)在P、Q运动过程中,取线段PQ的中点D,当OBD为直角三角形时,求出t的值及相应的点D的坐标;
(3)取满足(2)中条件最右侧的D点,若坐标系中存在另一点E(,-4),请问x轴上是否存在一点F,使FD-FE的值最大,若存在,求出最大值;若不存在,说明理由.
5.如图,长方形,是一张放在平面直角坐标系中的长方形纸片,为原点,点在轴上,点在轴上,,在AB上取一点M使得△CBM沿CM翻折后,点B落在x轴上,记作B′点,
(1)点的坐标;
(2)求折痕所在直线的表达式;
(3)求折痕上是否存在一点,使最小?若存在,请求出最小值,若不存在,请说出理由.
两动一定题型2
1.如图,四边形ABCD中,∠BAD=110°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分别找一点M、N,使△AMN周长最小,此时∠MAN的度数为( )
A.30° B.40° C.50° D.45°
2.如图,菱形的边长为,,点E是边上的动点,点P是对角线上的动点,若使的值最小,则这个最小值为( )
A.5 B.2 C. D.
3.如图正方形的面积为24,是等边三角形,点E在正方形内,在对角线上有一动点P,要使最小,则这个最小值为( )
A. B. C. D.
4.如图,矩形ABCD中,,,若在AC,AB上各取一点M,N,使的值最小,求这个最小值( )
A. B. C. D.
5.如图1,矩形摆放在平面直角坐标系中,点在轴上,点在轴上,,,过点的直线交矩形的边于点,且点不与点、重合,过点作,交轴于点,交轴于点.
(1)若为等腰直角三角形.
①求直线的函数解析式;
②在轴上另有一点的坐标为,请在直线和轴上分别找一点、,使的周长最小,并求出周长的最小值.
(2)如图2,过点作交轴于点,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求直线的解析式.
两动两定题型3
1.如图,,,,线段在射线上滑动,,则四边形周长的最小值是 .
2.如图,在长方形纸片中,,,将长方形纸片折叠,使点落在边的点处,折痕为,此时.
(1)求的值;
(2)在边上是否存在一个动点,且不与点、重合,使的周长最小.如果存在求出的周长最小值:如果不存在,请说明理由;
(3)若点,是边上的两个动点,且不与点,重合,.当四边形的周长最小时,其周长的最小值是______.
3.如图1,以矩形OABC的顶点O为原点,OA所在的直线为x轴,OC所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系,已知OA=3,OC=2,点E是AB的中点,在OA上取一点D,将△BDA沿BD翻折,使点A落在BC边上的点F处.
(1)直接写出点E、F的坐标;
(2)如图2,若点P是线段DA上的一个动点,过P作PH⊥DB于H点,设OP的长为x,△DPH的面积为S,试用关于x的代数式表示S;
(3)如图3,在x轴、y轴上是否分别存在点M、N,使得四边形MNFE的周长最小?如果存在,求出周长的最小值.(直接写出结果即可)
4.已知矩形中,,,为直线上一点.
(1)如图1,当在线段上,且时,求的长.
(2)如图2,点在线段边延长线上一点,若,连接,为的中点,连接、,求证:.
(3)如图3,在(2)的条件下,、为边上两个动点,且,连接、、、,求四边形周长的最小值.
三动点题型4
1.如图,周长为24的菱形中,,点E,F分别是边上的动点,点P为对角线上一动点,则线段的最小值为( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,,,点、、分别在、,上,则周长的最小值为( )
A.15 B. C. D.20
3.如图,已知,点为边中点,点在线段上运动,点在线段上运动,连接,则周长的最小值为 .
两定点一定长题型5
1.和两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥,使从到的路径最短的是(假定河的两岸是平行线,桥与河岸垂直)( )
A.(垂直于) B.(不平行)
C.(垂直于) D.(平行)
2.已知,如图,线段长为,于,于,,,为线段上两动点,在右侧且,则由到的路径:的最小值为 .
3.如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 .
4.在长方形ABCD中,AB=4,BC=8,点P、Q为BC边上的两个动点(点P位于点Q的左侧,P、Q均不与顶点重合),PQ=2
(1)如图①,若点E为CD边上的中点,当Q移动到BC边上的中点时,求证:AP=QE;
(2)如图②,若点E为CD边上的中点,在PQ的移动过程中,若四边形APQE的周长最小时,求BP的长;
(3)如图③,若M、N分别为AD边和CD边上的两个动点(M、N均不与顶点重合),当BP=3,且四边形PQNM的周长最小时,求此时四边形PQNM的面积.
压轴真题题型6
1.(2023-2024春·全国·八年级专题练习)如图,在平行四边形中,对角线平分,,,在对角线上有一动点P,边上有一动点Q,使的值最小,则这个最小值为( )
A.4 B. C. D.8
2.(2023-2024春·河南郑州·八年级校联考阶段练习)如图,在中,,,点为的中点,点、分别在边、上,且,则下列说法:①;②是等腰直角三角形;③周长的最小值是;④四边形的面积是一个定值.其中正确的序号是( )
A.①③④ B.①② C.②③ D.①②③④
3.(2023-2024春·浙江湖州·八年级统考阶段练习)如图,在菱形中,对角线与相交于点,边的长为8,点分别是边上的动点,则周长的最小值为 .
4.(2023-2024春·全国·八年级期末)如图,菱形ABCD中,AB=12,∠BAD=60°,E为线段BC的中点.若点P是线段AB上的一动点,Q为线段AD上一动点,则PQE的周长的最小值是 .
5.(2023-2024春·河北邯郸·八年级统考期末)如图所示,在平面直角坐标系中,已知一次函数的图象与x轴,y轴分别交于A,B两点,以AB为边在第二象限内作正方形ABCD.
(1)求正方形ABCD的面积;
(2)求点C和点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点M,使△MDB的周长最小?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
6.(2023-2024春·山东潍坊·八年级统考期末)如图①,四边形ABCD是边长为4的正方形,M是正方形对角线BD(不含B、D两个端点)上任意一点,将△BAM绕点B逆时针旋转60°得到△BEN,连接EA、MN;P是AD的中点,连接PM.
(1)AM+PM的最小值等于 ;
(2)求证:△BNM是等边三角形;
(3)如图②,以B为坐标原点建立平面直角坐标系,若点M使得AM+BM+CM的值最小,求M点的坐标.
7.(2023-2024春·全国·八年级期中)如图,四边形ABCD是正方形,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM、CM.
(1)求证:△AMB≌△ENB;
(2)①当M点在何处时,AM+CM的值最小;
②当M点在何处时,AM+BM+CM的值最小,并说明理由;
(3)当AM+BM+CM的最小值为2+2时,求正方形的边长.
8.(2023-2024春·广东深圳·八年级校联考期中)长方形纸片OABC中,AB=10cm,BC=6cm,把这张长方形纸片OABC如图放置在平面直角坐标系中,在边OA上取一点E,将△ABE沿BE折叠,使点A恰好落在OC边上的点F处.
(1)求点E、F的坐标;
(2)在AB上找一点P,使PE+PF最小,求点P坐标;
(3)在(2)的条件下,点Q(x,y)是直线PF上一个动点,设△OCQ的面积为S,求S与x的函数关系式.
9.(2023-2024春·广东广州·八年级中山大学附属中学校考期末)如图,在四边形中,,E,F分别是上的点,连接.
(1)如图①,,,.求证:;
(2)如图②,,周长何时最小,作出图形,并直接写出______°
(3)如图③,若四边形为正方形,点E、F分别上,且,若,,请求出线段的长度.
10.(2023-2024春·陕西西安·八年级统考期末)探究:
(1)如图,、为的边、上的两定点,在上求作一点,使的周长最短.(不写作法)
(2)如图,矩形中,,,、分别为边、的中点,点、分别为、上的动点,求四边形周长的最小值.
()如图,正方形的边长为,点为边中点,在边、、上分别确定点、、.使得四边形周长最小,并求出最小值.
11.(2023-2024春·天津滨海新·八年级校考期末)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴、y轴交于点A、B,且点A为,四边形是正方形.
(1)填空:______;
(2)求点D的坐标;
(3)若M为x轴上的动点,N为y轴上的动点,求四边形周长的最小值.
12.(2023-2024春·江苏无锡·八年级江苏省锡山高级中学实验学校校考期中)在矩形中,,,E、F是直线上的两个动点,分别从A、C两点同时出发相向而行,速度均为每秒2个单位长度,运动时间为t秒(其中).
(1)如图1,M、N分别是中点,当四边形是矩形时,求t的值;
(2)若G、H分别从点A、C沿折线A-B-C、C-D-A运动,与E、F相同速度同时出发.
①如图2,若四边形为菱形,求t的值;
②如图3,作的垂直平分线交于点P、Q,若四边形的面积是矩形面积的,则t的值是______;
③如图4,在异于G、H所在矩形边上取P、Q,使得,顺次连接,请直接写出四边形周长的最小值:______.
13.(2023-2024春·福建南平·八年级统考期中)如图,在矩形中,,,G,H分别是边上的点,且,E,O,F分别是对角线上的四等分点,顺次连接G,E,H,F,G.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)填空:①当 时,四边形是矩形;
②当 时,四边形是菱形;
(3)求四边形的周长的最小值.
14.(2023-2024春·河南郑州·八年级河南省实验中学校考期中)如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的顶点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,点B的坐标为(8,4),将该长方形沿OB翻折,点A的对应点为点D,OD与BC交于点E.
(1)求点E的坐标;
(2)点M是OB上任意一点,点N是OA上任意一点,是否存在点M、N,使得AM+MN最小?若存在,求出其最小值,若不存在,请说明理由.
15.(2023-2024春·广东汕头·八年级汕头市潮阳实验学校校考期中)如图,在平面直角坐标系中,点是坐标原点,四边形是菱形,点在轴的正半轴上,点的坐标为,,点在边上移动(不与重合),点在边上移动(不与重合),在移动的过程中保持.
(1)连接,____________________°;
(2)求周长的最小值及此时点的坐标;
(3)在(2)的结论下,若为平面内一点,当以点为顶点的四边形为平行四边形时,请直接写出点的坐标.
16.(2023-2024春·重庆沙坪坝·八年级重庆一中校考期中)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点、点,C为线段的中点.
(1)求直线的解析式;
(2)如图1,若E为线段上一动点,过点E作轴于点F,轴于点G,连接,P为上一动点.当线段最短时,求周长的最小值;
(3)在(2)的条件下,直线与直线相交于点Q,将线段沿射线方向平移12个单位长度,平移后的点C记为点,H为直线上的一动点,在平面内是否存在一点N,使得以、H、Q、N为顶点的四边形是菱形.若存在,请直接写出点N的横坐标;若不存在,请说明理由.
17.(2023-2024春·重庆沙坪坝·八年级重庆一中校考阶段练习)如图1,在平面直角坐标系中有长方形OABC,点,将长方形OABC沿AC折叠,使得点B落在点D处,CD边交x轴于点E,.
(1)求点D的坐标;
(2)如图2,在直线AC以及y轴上是否分别存在点M,N,使得△EMN的周长最小?如果存在,求出△EMN周长的最小值;如果不存在,请说明理由;
(3)点P为y轴上一动点,作直线AP交直线CD于点Q,是否存在点P使得△CPQ为等腰三角形?如果存在,请求出∠OAP的度数;如果不存在,请说明理由.
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专题05 最值模型
重难点题型分类
【题型1:两定一动】 【题型2:两动一定】
【题型3:两动两定】 【题型4:三动点】
【题型5:两定点一定长】 【题型6:压轴真题】
两定一动题型1
1.如图,菱形的边长为4,且,是的中点,为上一点且的周长最小,则的周长的最小值为( )
A. B. C. D.
【详解】解:四边形是菱形,
点与点关于对称,
如图,连接交于点,连接,
,
则,
的周长,此时的周长最小,
是的中点,菱形的边长为4,
,
过点作交的延长线于,
四边形为菱形,边长为4,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
的周长的最小值,
故选:A.
2.如图,菱形ABCD的边长为4,∠DAB=60°,E为BC的中点,在对角线AC上存在一点P,使△PBE的周长最小,则△PBE的周长的最小值为 ( )
A. B. C. D.
【详解】如下图,过点E作AC的对称点F,连接FB,FE,过点B作FE的垂线,交FE的延长线于点G
∵菱形ABCD的边长为4,点E是BC的中点
∴BE=2
∵∠DAB=60°,∴∠FCE=60°
∵点F是点E关于AC的对称点
∴根据菱形的对称性可知,点F在DC的中点上
则CF=CE=2
∴△CFE是等边三角形,∴∠FEC=60°,EF=2
∴∠BEG=60°
∴在Rt△BEG中,EG=1,BG=
∴FG=1+2=3
∴在Rt△BFG中,BF==2
根据分析可知,BF=PB+PE
∴△PBE的周长=2
故选:C
3.如图,正方形ABCD的边长为2,M、N分别为AB、AD的中点,在对角线BD上找一点P,使△MNP的周长最小,则此时PM+PN= .
【详解】∵DN=AM=AN=1,∠A=90°,
∴由勾股定理求出MN=,
即MN值一定,
∴要使△MNP的周长最小,只要MP+NP最小即可,
过N作NG⊥BD交BD于G,交CD于F,连接MF交BD于P,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠NDB=∠FDB=∠ADC=45°,
∴∠DNG=∠DFG=90°-45°=45°,
∴∠DNG=∠NDG,∠DFG=∠FDG,
∴NG=DG=FG,
即N、F关于BD对称,
∴PN=PF,
∴MP+NP=MP+PF=MF,
即此时的PN+PM的值最小,
∵BD⊥NF,NG=FG,
∴DN=DF=1=AM,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AM∥DF,
∴四边形AMFD是平行四边形,
∴MF=AD=2,
即MP+NP=2,
故答案为2.
4.如图,在平面直角坐标系中,直线l平行于x轴,l上有两点A、B,且点A坐标为(-14,8),点B位于A点右侧,两点相距8个单位,动点P、Q分别从A、B出发,沿直线l向右运动,点P速度为2个单位/秒,点Q速度为6个单位/秒,设运动时间为t秒.
(1)用含t的代数式表示P、Q的坐标:P( _________ ),Q( _________ );
(2)在P、Q运动过程中,取线段PQ的中点D,当OBD为直角三角形时,求出t的值及相应的点D的坐标;
(3)取满足(2)中条件最右侧的D点,若坐标系中存在另一点E(,-4),请问x轴上是否存在一点F,使FD-FE的值最大,若存在,求出最大值;若不存在,说明理由.
【详解】解:(1)∵点A坐标为( -14,8),点B位于A点右侧,两点相距8个单位,
∴点B的坐标为(-6,8),
∵动点P、Q分别从A、B出发,沿直线l向右运动,点P速度为2个单位/秒,点Q速度为6个单位/秒,设运动时间为t秒,
∴点P、Q的坐标分别为P( -14+2t,8),Q(-6+6t,8),
故答案为:-14+2t,8;-6+6t,8;
(2)由(1)可得:点P、Q的坐标分别为P( -14+2t,8),Q(-6+6t,8),
∴线段PQ的中点D的坐标为(,8),
即D(,8),
∵点D在直线l上,
∴∠OBD不可能是直角
∴如图,当∠BDO=90°时,点D位于点D1处,此时点D的坐标为(0,8),
则,
解得:;
当∠BOD=90°时,点D位于点D2处,
则,
∵点O(0,0),B(-6,8),D(,8),
∴,
解得:,
∴,
此时点D的坐标为(,8),
综上所述:当OBD为直角三角形时,,点D的坐标为(0,8)或者,点D的坐标为(,8);
(3)如图,作点E关于x轴的对称点E1,连接DE1并延长,交x轴于点F,连接EF,
∵点E与点E1关于x轴对称,点F在x轴上,
∴FE=FE1,
∴当点F、D、E1在同一直线上时,则FD-FE=FD-FE1=DE1,
当点F、D、E1不在同一直线上时,则FD-FE=FD-FE1<DE1,
∴当点F、D、E1在同一直线上时,FD-FE=取得最大值,最大值为线段DE1的长,
∵点E与点E1关于x轴对称,点E(,-4),
∴点E1(,4),
又∵点D的坐标为(,8),
∴
,
∴x轴上存在一点F,使FD-FE的值最大,最大值为.
5.如图,长方形,是一张放在平面直角坐标系中的长方形纸片,为原点,点在轴上,点在轴上,,在AB上取一点M使得△CBM沿CM翻折后,点B落在x轴上,记作B′点,
(1)点的坐标;
(2)求折痕所在直线的表达式;
(3)求折痕上是否存在一点,使最小?若存在,请求出最小值,若不存在,请说出理由.
【详解】(1)解:∵四边形OABC是长方形,OA=10,
∴BC=OA=10,
∵△CBM沿CM翻折,
∴=BC=10,
在Rt△B′OC中,B′C=10,OC=6,
∴O=,
∴(8,0),
故答案为:(8,0);
(2)解:设AM=x,则BM=AB﹣AM=6﹣x,
∵OA=10,B′O=8,
∴A=2,
∵△CBM沿CM翻折,
∴M=BM=6﹣x,
在Rt△AM中,,
∴,解得x=,
∴M(10,),
设CM所在直线的解析式为y=kx+b,将C(0,6)、M(10,)代入得:
,解得k=﹣,b=6,
∴CM所在直线的解析式为y=﹣x+6;
(3)解:折痕CM上存在一点P,使PO+PB'最小,连接OB,OB与CM交点即为所求点P,连接PB',如下图,
∵△CBM沿CM翻折后,点B落在B'点,
∴PB=PB',
∴PO+ ,
当O、P、B共线时,PO+PB'最小,
∵,
∴PO+PB'的最小值为.
两动一定题型2
1.如图,四边形ABCD中,∠BAD=110°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分别找一点M、N,使△AMN周长最小,此时∠MAN的度数为( )
A.30° B.40° C.50° D.45°
【详解】作DA延长线AH,即可得出∠A′+∠A″=180°-110°=70°,
进而得出∠MAN=110°-70°=40°.
故选:B
2.如图,菱形的边长为,,点E是边上的动点,点P是对角线上的动点,若使的值最小,则这个最小值为( )
A.5 B.2 C. D.
【详解】解:连接,如图所示,
四边形是菱形,
点A和点C关于对称,
,
当时,点A到的距离最短,
当时,此时于的交点为P时,,的值最小,
菱形的边长为,,
,,
,
,
,
即的最小值是,
故选:D.
3.如图正方形的面积为24,是等边三角形,点E在正方形内,在对角线上有一动点P,要使最小,则这个最小值为( )
A. B. C. D.
【详解】解:设与交于点,连接.
点与关于对称,
,
最小.
正方形的面积为24,
,
又是等边三角形,
.
故选:C.
4.如图,矩形ABCD中,,,若在AC,AB上各取一点M,N,使的值最小,求这个最小值( )
A. B. C. D.
【详解】解:如图,作点B关于AC的对称点H,连接HB,交AC于O,连接AH,HM,连接HN,
∴AB=AH=4,HM=BM,BO=HO,
∴MN+BM=HM+MN,
∴当点H,点M,点N共线且HN⊥AB时,MN+BM的最小值为HN,
∵AB=4,BC=3,
∴AC=,
∵S△ABC=×AB×BC=AC×BO,
∴BO=,
∴BH=,
在中,
,
∵HN⊥AB,
S△ABH=×AB×HN=BH×AO,
∴MN+BM的最小值为.
故选:D.
5.如图1,矩形摆放在平面直角坐标系中,点在轴上,点在轴上,,,过点的直线交矩形的边于点,且点不与点、重合,过点作,交轴于点,交轴于点.
(1)若为等腰直角三角形.
①求直线的函数解析式;
②在轴上另有一点的坐标为,请在直线和轴上分别找一点、,使的周长最小,并求出周长的最小值.
(2)如图2,过点作交轴于点,若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求直线的解析式.
【详解】(1)解:①∵矩形,,,
∴,,,,
,,,
∵为等腰直角三角形
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式,过点、点,
∴,
解得:,
∴直线的解析式;
②作点关于轴的对称点,作点关于直线的对称点,连接'交轴于点,交于,此时的周长最小,
∴,,
在中,,
∴周长的最小值为.
(2)如图,作于,
∴,,
∴四边形和四边形都是矩形,
∵,
∴,,
又∴,
∴,
∴,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,,
设直线的解析式,
∴,
∴,
∴直线的解析式.
两动两定题型3
1.如图,,,,线段在射线上滑动,,则四边形周长的最小值是 .
【详解】解:如图所示,作点A关于直线的对称点E,过点E作,连接,过点O作垂直于直线于P,过点D作垂直直线于G,交射线于H,设交射线于Q,连接,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
同理得:,
∴,,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
同理可证四边形是矩形,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴四边形的周长
,
∴当三点共线时,最小,即四边形的周长最小,最小为,
∴四边形的周长的最小值为,
故答案为:.
2.如图,在长方形纸片中,,,将长方形纸片折叠,使点落在边的点处,折痕为,此时.
(1)求的值;
(2)在边上是否存在一个动点,且不与点、重合,使的周长最小.如果存在求出的周长最小值:如果不存在,请说明理由;
(3)若点,是边上的两个动点,且不与点,重合,.当四边形的周长最小时,其周长的最小值是______.
【详解】(1)过P作PS⊥CE于S,
则PSCD为矩形,
∴PD=CS=3,PS=CD=4,
长方形纸片折叠,
∠PEC=∠PEM,MH=CD=4,PH=PD=3,∠H=∠D=90º,
由长方形纸片,
∵AD∥BC,
∴∠APE=∠PEC,
∴∠PEM=∠APE,
∴MP=ME,
在RtΔPMH中,由勾股定理得MP=,
∴CE=ME=PM=5,
∴ES=CE-CS=5-3=2,
∴在RtΔPSE中,由勾股定理,
PE=,
(2)过M作AB的对称点M′,连接M′E,交AB于F,存在一个动点,且不与点、重合,使
的周长最小.过E最ET⊥AD于T,PT=SE=2,AM=AD-PM-PD=12-5-3=4,AM′=AM=4,TM=MP-TP=MP -TP =3,
M′T=AM+AM+MT=11,ET=4,
由勾股定理EM′=,
的周长最小=MF+FE+EM=M′E+ME=,
(3)将M沿GQ平移到V,是MV=GQ=1,则四边形GQVM为平行四边形,过V作AB的对称点W,连接VW延长WV交ET于K,则TK=1,WK=11,当点E、Q、W在一线时,当四边形的周长最小,此时GM=QV=WQ,
在RtΔWKE中,由勾股定理WE=,
当四边形的周长最小=GQ+QE+ME+MG=1+QE+5+GM=6+QE+GM=6+QV+QE=6+WE=+6 .
3.如图1,以矩形OABC的顶点O为原点,OA所在的直线为x轴,OC所在的直线为y轴,建立平面直角坐标系,已知OA=3,OC=2,点E是AB的中点,在OA上取一点D,将△BDA沿BD翻折,使点A落在BC边上的点F处.
(1)直接写出点E、F的坐标;
(2)如图2,若点P是线段DA上的一个动点,过P作PH⊥DB于H点,设OP的长为x,△DPH的面积为S,试用关于x的代数式表示S;
(3)如图3,在x轴、y轴上是否分别存在点M、N,使得四边形MNFE的周长最小?如果存在,求出周长的最小值.(直接写出结果即可)
【详解】(1)由题意可求,AE=1,BF=BA=2
∴CF=1,
故:E(3,1),F(1,2);
(2)如图2
∵将△BDA沿BD翻折,使点A落在BC边上的点F处,
∴BF=AB=2,
∴OD=CF=3﹣2=1,
若设OP的长为x,
则,PD=x﹣1,
在Rt△ABD中,AB=2,AD=2,
∴∠ADB=45°,
在Rt△PDH中,,
∴;
(3)如图3,作点F关于y轴的对称点F′,点E关于x轴的对称点E′,连接E′F′交y轴于点N,交x轴于点M,此时四边形MNFE的周长最小,
点F(1,2)关于y轴的对称点F′(﹣1,2),点E(3,1)关于x轴的对称点E′(3,﹣1),
待定系数法可求得:直线E′F′的解析式为:,
当x=0时,,当y=0时,,
∴,,
此时,四边形MNFE的周长;
∴在x轴、y轴上分别存在点M、N,使得四边形MNFE的周长最小,最小为:.
4.已知矩形中,,,为直线上一点.
(1)如图1,当在线段上,且时,求的长.
(2)如图2,点在线段边延长线上一点,若,连接,为的中点,连接、,求证:.
(3)如图3,在(2)的条件下,、为边上两个动点,且,连接、、、,求四边形周长的最小值.
【详解】(1)解:如图1,∵四边形是矩形,
∴,,,
∴,
在中,,
∴;
(2)证明:如图2,连接,
∵点M是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点M是的斜边的中点,
∴,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:如图3,连接,过点Q作交于G,由可得四边形是平行四边形,则,作点G关于的对称点,连接,当点,Q,M在同一条线上时,最小,即最小,而和是定值,则此时四边形周长最小,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
如图2,在中,,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
在中,,,
∴,
在中,,
∴,
在中,,
∴四边形周长最小值
.
三动点题型4
1.如图,周长为24的菱形中,,点E,F分别是边上的动点,点P为对角线上一动点,则线段的最小值为( )
A. B. C. D.
【详解】解:如图,连接,交于点,过,垂足为,交于点,
当点与点重合,过作的垂线并延长交于点,有最小值,最小值.
菱形的周长为24,
,,
是等边三角形,
,
,垂足为,
,
在中,由勾股定理得,
.
故选:A.
2.如图,在中,,,,点、、分别在、,上,则周长的最小值为( )
A.15 B. C. D.20
【详解】解:分别作点E关于,的对称点P,Q.连接,,,,,,
则,,,,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
过点A作交于点M,
∵,
∴,
在中,,
∴.
过点A作于点H,
在中,
,
∴的周长为:.
故选:C.
3.如图,已知,点为边中点,点在线段上运动,点在线段上运动,连接,则周长的最小值为 .
【详解】作梯形ABCD关于AB的轴对称图形,
作F关于AB的对称点G,P关于AB的对称点Q,
∴PF=GQ,
将BC'绕点C'逆时针旋转120°,Q点关于C'G的对应点为F',
∴GF'=GQ,
设F'M交AB于点E',
∵F关于AB的对称点为G,
∴GE'=FE',
∴当点F'、G、P三点在一条直线上时,△FEP的周长最小即为F'G+GE'+E'P,此时点P与点M重合,
∴F'M为所求长度;
过点F'作F'H⊥BC',
∵M是BC中点,
∴Q是BC'中点,
∵∠B=90°,∠C=60°,BC=2AD=4,
∴C'Q=F'C'=2,∠F'C'H=60°,
∴F'H=,HC'=1,
∴MH=7,
在Rt△MF'H中,F'M;
∴△FEP的周长最小值为.故答案为:.
两定点一定长题型5
1.和两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥,使从到的路径最短的是(假定河的两岸是平行线,桥与河岸垂直)( )
A.(垂直于) B.(不平行)
C.(垂直于) D.(平行)
【详解】根据垂线段最短,得出是河的宽时,最短,即直线(或直线),只要最短即可,
即过作河岸的垂线,垂足为,在直线上取点,使等于河宽,连接交河的边岸于,作垂直于河岸交边的岸于点,所得即为所求.
易得四边形是平行四边形,则,即.
故选:.
2.已知,如图,线段长为,于,于,,,为线段上两动点,在右侧且,则由到的路径:的最小值为 .
【详解】解:过点作且,作关于的对称点,连接交于点,连接交于点,过点作交于,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵关于的对称点,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为的长,此时,的值最小,
过点作交的延长线于,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值为.
故答案为:
3.如图,CD是直线x=1上长度固定为1的一条动线段.已知A(﹣1,0),B(0,4),则四边形ABCD周长的最小值为 .
【详解】解:如图,在y轴上取点E,使BE=CD=1,则四边形BCDE为平行四边形,
∵B(0,4),A(﹣1,0),
∴OB=4,OA=1,
∴OE=3,AB=,
作点A关于直线x=1的对称点A',
∴A'(3,0),AD=A'D,
∴AD+DE=A'D+DE,即A'、E、D三点共线时,AD+DE最小值为A'E的长,
在Rt△A'OE中,由勾股定理得A'E=,
∴C四边形ABCD最小值=AB+CD+BC+AD=AB+CD+A'E=+1+.
故答案为:.
4.在长方形ABCD中,AB=4,BC=8,点P、Q为BC边上的两个动点(点P位于点Q的左侧,P、Q均不与顶点重合),PQ=2
(1)如图①,若点E为CD边上的中点,当Q移动到BC边上的中点时,求证:AP=QE;
(2)如图②,若点E为CD边上的中点,在PQ的移动过程中,若四边形APQE的周长最小时,求BP的长;
(3)如图③,若M、N分别为AD边和CD边上的两个动点(M、N均不与顶点重合),当BP=3,且四边形PQNM的周长最小时,求此时四边形PQNM的面积.
【详解】(1)解:证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,BC=AD=8,
∵点E是CD的中点,点Q是BC的中点,
∴BQ=CQ=4,CE=2,
∴AB=CQ,
∵PQ=2,
∴BP=2,
∴BP=CE,
又∵∠B=∠C=90°,
∴△ABP≌△QCE(SAS),
∴AP=QE;
(2)如图②,在AD上截取线段AF=PQ=2,作F点关于BC的对称点G,连接EG与BC交于一点即为Q点,过A点作FQ的平行线交BC于一点,即为P点,过G点作BC的平行线交DC的延长线于H点.
∵GH=DF=6,EH=2+4=6,∠H=90°,
∴∠GEH=45°,
∴∠CEQ=45°,
设BP=x,则CQ=BC-BP-PQ=8-x-2=6-x,
在△CQE中,∵∠QCE=90°,∠CEQ=45°,
∴CQ=EC,
∴6-x=2,
解得x=4,
∴BP=4;
(3)如图③,作点P关于AD的对称点F,作点Q关于CD的对称点H,连接FH,交AD于M,交CD于N,连接PM,QN,此时四边形PQNM的周长最小,连接FP交AD于T,
∴PT=FT=4,QC=BC-BP-PQ=8-3-2=3=CH,
∴PF=8,PH=8,
∴PF=PH,
又∵∠FPH=90°,
∴∠F=∠H=45°,
∵PF⊥AD,CD⊥QH,
∴∠F=∠TMF=45°,∠H=∠CNH=45°,
∴FT=TM=4,CN=CH=3,
∴四边形PQNM的面积=×PF×PH-×PF×TM-×QH×CN=×8×8-×8×4-×6×3=7.
压轴真题题型6
1.(2023-2024春·全国·八年级专题练习)如图,在平行四边形中,对角线平分,,,在对角线上有一动点P,边上有一动点Q,使的值最小,则这个最小值为( )
A.4 B. C. D.8
【详解】解∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠ADB=∠CBD,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∴∠ABD=∠ADB,
∴AB=AD,
∴平行四边形ABCD是菱形,
∴点A,C关于BD对称,
过A作AQ⊥BC于Q交BD于P,
则PQ+PC最小值=AQ,
∵∠ABC=45°,
∴△ABQ是等腰直角三角形,
∵AB=BC=8,
∴AQ=AB=,
∴这个最小值为,
故选:B.
2.(2023-2024春·河南郑州·八年级校联考阶段练习)如图,在中,,,点为的中点,点、分别在边、上,且,则下列说法:①;②是等腰直角三角形;③周长的最小值是;④四边形的面积是一个定值.其中正确的序号是( )
A.①③④ B.①② C.②③ D.①②③④
【详解】解:如图,连接,
∵,,点为的中点,
∴,,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,故结论①正确;
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,故结论②正确;
∵,
∴周长为:,
当取得最小值时,的周长取得最小值,
∵是等腰直角三角形,,
∴,
∴当最小时,也最小,
即当时,最小,此时,
∴的周长取得最小值:,故结论③正确;
∵,
∴,
∴
,
∵,,点为的中点,
∴,
即,
∴四边形的面积是一个定值,故结论④正确;
∴正确的序号是①②③④.
故选:D.
3.(2023-2024春·浙江湖州·八年级统考阶段练习)如图,在菱形中,对角线与相交于点,边的长为8,点分别是边上的动点,则周长的最小值为 .
【详解】解:∵四边形是菱形,,,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
作关于的对称点M、N,连接,设交于点G,如图,
则,,,
∴的周长,
∴周长的最小值是的长,
在直角三角形中,∵,
∴,,
∴,,
∴,设垂足为H,
∴,,
∴,
∴,
∴,即周长的最小值是12.
故答案为:12.
4.(2023-2024春·全国·八年级期末)如图,菱形ABCD中,AB=12,∠BAD=60°,E为线段BC的中点.若点P是线段AB上的一动点,Q为线段AD上一动点,则PQE的周长的最小值是 .
【详解】解:分别作点E关于直线AB、AD的对称点M、N,连接PM、NQ、MN,
由对称性质得:PM=PE,QN=QE,
则PQE的周长=PE+PQ+QE=PM+PQ+QN,
根据两点之间线段最短可知,当M、P、Q、N四点共线时,PQE的周长最小,最小值为MN的长,
连接EM交AB延长线于H,则ME⊥AB于H,
过点N作NG⊥ME交ME延长线于G,连接BD、NE,则NE⊥AD,
∵四边形ABCD是菱形,∠BAD=60°,AB=12,
∴AB=BC=CD=12,AD∥BC,AB∥CD,∠C=∠BAD=60°,
∴△BCD是等边三角形,∠EBH=∠DAB=60°,
∵点E为BC在中点,
∴CE=BE=BC=6,DE⊥BC,
∵AD∥BC,
∴DE⊥AD,又 NE⊥AD,
∴点D在线段NE上,
在Rt△CDE中,∠C=60°,
∴,∠CDE=90°-∠C=30°,
∴NE=2DE= ,
∵AB∥CD,NG⊥ME,ME⊥AB,
∴NG∥AB∥CD,
∴∠GNE=∠CDE=30°,
∴在Rt△NGE中,GE=NE=,
∴,
在Rt△BHE中,∠BEH=90°-∠EBH=90°-60°=30°,BE=6,
∴BH=BE=3,
∴,
∴EM=2EH=,
∴GM=GE+EM=,
∴在Rt△MGN中,,
即PQE的周长的最小值是,
故答案为:.
5.(2023-2024春·河北邯郸·八年级统考期末)如图所示,在平面直角坐标系中,已知一次函数的图象与x轴,y轴分别交于A,B两点,以AB为边在第二象限内作正方形ABCD.
(1)求正方形ABCD的面积;
(2)求点C和点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点M,使△MDB的周长最小?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)对于直线,令,得到;令,得到,
∴A(-2,0),B(0,1),
∴在中,,,
∴根据勾股定理得:,
∴正方形面积为5;
(2)如图,作轴,轴,
∴.
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴,,
∴C(-1,3),D(-3,2);
(3)如图,找出点关于轴的对称点,连接,与轴交于点,则此时周长最小.
∵B(0,1),
∴(0,-1)
设直线的解析式为,
把与坐标代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为.
对于,令,得到,
∴M(-1,0).
6.(2023-2024春·山东潍坊·八年级统考期末)如图①,四边形ABCD是边长为4的正方形,M是正方形对角线BD(不含B、D两个端点)上任意一点,将△BAM绕点B逆时针旋转60°得到△BEN,连接EA、MN;P是AD的中点,连接PM.
(1)AM+PM的最小值等于 ;
(2)求证:△BNM是等边三角形;
(3)如图②,以B为坐标原点建立平面直角坐标系,若点M使得AM+BM+CM的值最小,求M点的坐标.
【详解】解:(1)如图①中,连接.
四边形是正方形,
,,,
是的中点,
,
,
,,,
,
,
,
,
,
的最小值为.
故答案为:.
(2)证明:由旋转的性质可知,
,
是等边三角形.
(3)解:如图②中,过点作轴于,连接.
由旋转的性质可知,,
是等边三角形,
,
,
,
,,,共线时,的值最小,此时点在与的交点处,
,,
,
,,
,,
,,
设直线解析式为,则有,
解得,
,
同法可得直线的解析式为,
由,解得,
,.
7.(2023-2024春·全国·八年级期中)如图,四边形ABCD是正方形,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM、CM.
(1)求证:△AMB≌△ENB;
(2)①当M点在何处时,AM+CM的值最小;
②当M点在何处时,AM+BM+CM的值最小,并说明理由;
(3)当AM+BM+CM的最小值为2+2时,求正方形的边长.
【详解】(1)证明:∵△ABE是等边三角形,
∴BA=BE,∠ABE=60°.
∵∠MBN=60°,
∴∠MBN﹣∠ABN=∠ABE﹣∠ABN,
即∠MBA=∠NBE.
在△AMB和△ENB中
,
∴△AMB≌△ENB(SAS).
(2)解:①由两点之间线段最短可知,当M点落在BD的中点时,A、M、C三点共线,AM+CM的值最小.
②如图,连接CE,当M点位于BD与CE的交点处时,AM+BM+CM的值最小.
理由如下:连接MN,由(1)知,△AMB≌△ENB,
∴AM=EN,
∵∠MBN=60°,MB=NB,
∴△BMN是等边三角形.
∴BM=MN.
∴AM+BM+CM=EN+MN+CM,
根据“两点之间线段最短”可知,若E、N、M、C在同一条直线上时,EN+MN+CM取得最小值,最小值为EC.
(3)解:过E点作EF⊥BC交CB的延长线于F,
∴∠EBF=∠ABF﹣∠ABE=90°﹣60°=30°.
设正方形的边长为x,则EF=,BF==x.
在Rt△EFC中,
∵EF2+FC2=EC2,
∴()2+(x+x)2=(2+2)2.
解得x1=2,x2=﹣2(舍去负值).
∴正方形的边长为2.
8.(2023-2024春·广东深圳·八年级校联考期中)长方形纸片OABC中,AB=10cm,BC=6cm,把这张长方形纸片OABC如图放置在平面直角坐标系中,在边OA上取一点E,将△ABE沿BE折叠,使点A恰好落在OC边上的点F处.
(1)求点E、F的坐标;
(2)在AB上找一点P,使PE+PF最小,求点P坐标;
(3)在(2)的条件下,点Q(x,y)是直线PF上一个动点,设△OCQ的面积为S,求S与x的函数关系式.
【详解】(1)设OE=x,则AE=6-x,由折叠知BA=BF=10,EF=AE=6-x,
∵四边形OABC是长方形,∴∠BCO=90°,
∴CF==8,∴OF=OC-CF=10-8=2,
∴点F的坐标为(-2,0),
在Rt△EOF中,EF2=OF2+OE2,即(6-x)2=22+x2,解得,x=,
∴点E的坐标为(0,),
∴点E的坐标为(0,),点F的坐标为(-2,0);
(2)如图,作E关于AB的对称点E′,连结FE′,交AB于P,
则PE+PF最小最小,
∵点E的坐标为(0,),∴AE=6-=,
∵点E与点E′关于AB对称,∴AE′=AE=,
∴OE′=+6=,∴点E′的坐标为(0,),
设直线FE′的解析式为y=kx+b,
则,解得,k=,b=,
则直线FE′的解析式为y=x+,
当y=6时,x+=6,解得,x=-,
∴点P的坐标为(-,6),
(3)设点Q的坐标为(x,x+),
当Q在x轴上方时,即x>-2时,S=×10×(x+)=x+,
当Q在x轴下方时,即x<-2时,S=×10×(-x-)=-x-,
综上所述,S=.
9.(2023-2024春·广东广州·八年级中山大学附属中学校考期末)如图,在四边形中,,E,F分别是上的点,连接.
(1)如图①,,,.求证:;
(2)如图②,,周长何时最小,作出图形,并直接写出______°
(3)如图③,若四边形为正方形,点E、F分别上,且,若,,请求出线段的长度.
【详解】(1)证明:如解图①,延长到点G,使,连接,
在和中,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
在和中
,
∴,
∴,
∴;
(2)如解图,分别作点A关于和的对称点,,连接,交于点E,交于点F,由对称的性质可得,
∴此时的周长为,
∴当点在同一条直线上时,即为周长的最小值,
∵,
∴,
∵,,
∴;
故答案为:120;
(3)如解图,旋转至的位置,
∴,
,
在和中
,
∴,
∴,
∴.
10.(2023-2024春·陕西西安·八年级统考期末)探究:
(1)如图,、为的边、上的两定点,在上求作一点,使的周长最短.(不写作法)
(2)如图,矩形中,,,、分别为边、的中点,点、分别为、上的动点,求四边形周长的最小值.
()如图,正方形的边长为,点为边中点,在边、、上分别确定点、、.使得四边形周长最小,并求出最小值.
【详解】解:(1)如图所示,作点关于的对称点,连接,交于点,
连接,,,则,
此时的周长最短为;
点即为所求.
(2)如图所示,作点关于的对称点,作点关于的对称点,连接,交于,交于,
连接,,,则,,
,
此时,四边形周长的最小值为的长,
,,、分别为边、的中点,
,,
△中,,
又中,,
四边形周长的最小值;
(3)如图所示,作点关于的对称点,关于的对称点,作关于的对称点,连接,,,
则,,,
当,,在同一直线上时,,
当,,,在同一直线上时,,
此时四边形周长最小为的长,点,,即为所求;
正方形的边长为2,点为边中点,
△中,,,
,
即四边形周长最小值为.
11.(2023-2024春·天津滨海新·八年级校考期末)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴、y轴交于点A、B,且点A为,四边形是正方形.
(1)填空:______;
(2)求点D的坐标;
(3)若M为x轴上的动点,N为y轴上的动点,求四边形周长的最小值.
【详解】(1)解:点A在直线上,
,
解得,
故答案为:3;
(2)解:由(1)知直线的解析式为,
当时,,
点B的坐标为,
.
如图,作轴于点E,
四边形是正方形,
,,
,
又 ,
,
在和中,
,
,
,,
,
点D的坐标为;
(3)解:正方形中,,,,
,,
,
如图,作点C关于y轴的对称点,作点D关于x轴的对称点,
则,,
M为x轴上的动点,N为y轴上的动点,
由轴对称的性质可知,,
,
四边形周长,
由勾股定理得,,
,
四边形周长的最小值为:.
12.(2023-2024春·江苏无锡·八年级江苏省锡山高级中学实验学校校考期中)在矩形中,,,E、F是直线上的两个动点,分别从A、C两点同时出发相向而行,速度均为每秒2个单位长度,运动时间为t秒(其中).
(1)如图1,M、N分别是中点,当四边形是矩形时,求t的值;
(2)若G、H分别从点A、C沿折线A-B-C、C-D-A运动,与E、F相同速度同时出发.
①如图2,若四边形为菱形,求t的值;
②如图3,作的垂直平分线交于点P、Q,若四边形的面积是矩形面积的,则t的值是______;
③如图4,在异于G、H所在矩形边上取P、Q,使得,顺次连接,请直接写出四边形周长的最小值:______.
【详解】(1)解:∵矩形,
∴,,
∴,
∵M、N分别是中点,
∴,
∵E、F分别从A、C同时出发相向而行,速度均为每秒2个单位长度,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
如图1,连接,
∵矩形,M,N分别是中点,
∴四边形是矩形,
∵矩形中,,,
∴,,
∵四边形是平行四边形,
∴当时,四边形是矩形,
∴或,
解得或;
(2)解:①由(1)知:,
如图2,连接,
∵四边形为菱形,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②如图3,连接,
由①同理得:,,
由①知:,
∴,
∵G、H分别从点A、C沿折线A-B-C,C-D-A运动,
∴,
又∵,
∴,
∴,
同理可证,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形的面积是矩形面积的,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为:;
③如图4,作点G关于的对称点,过点作于K,连接,,则,,
∵,
∴,
∵,
∴,
由②知:四边形是平行四边形,
∴四边形的周长,
当,Q,H三点共线时,四边形周长有最小值,且最小值是.
故答案为:.
13.(2023-2024春·福建南平·八年级统考期中)如图,在矩形中,,,G,H分别是边上的点,且,E,O,F分别是对角线上的四等分点,顺次连接G,E,H,F,G.
(1)求证:四边形是平行四边形;
(2)填空:①当 时,四边形是矩形;
②当 时,四边形是菱形;
(3)求四边形的周长的最小值.
【详解】(1)证明:四边形是矩形,
,
,
,
,即,
分别是对角线上的四等分点,
,
,即,
在和中,,
,
,
,
四边形是平行四边形.
(2)解:①如图,连接,
四边形是矩形,,,
,
,
,
分别是对角线上的四等分点,
,
,
要使平行四边形是矩形,则,
,
由平行线间的距离可知,,,
四边形是矩形,
,
又,
,
即当时,四边形是矩形,
故答案为:;
②如图,连接,
要使平行四边形是菱形,则,
在和中,,
,
,
,
,即,
解得,
即当时,四边形是菱形,
故答案为:.
(3)解:如图,过点作于点,延长到点,使,过点作于点,连接,
,,,
,
,
,
,
四边形的周长为,
由两点之间线段最短可知,当点共线时,取得最小值,
则四边形的周长的最小值为.
14.(2023-2024春·河南郑州·八年级河南省实验中学校考期中)如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的顶点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,点B的坐标为(8,4),将该长方形沿OB翻折,点A的对应点为点D,OD与BC交于点E.
(1)求点E的坐标;
(2)点M是OB上任意一点,点N是OA上任意一点,是否存在点M、N,使得AM+MN最小?若存在,求出其最小值,若不存在,请说明理由.
【详解】(1)∵将该长方形沿OB翻折,点A的对应点为点D,OD与BC交于点E.
∴∠DOB=∠AOB
∵BC∥OA
∴∠OBC=∠AOB
∴∠OBC=∠DOB
∴EO=EB
∵长方形OABC的顶点A,C分别在x轴、y轴的正半轴上,点B的坐标为(8,4)
设OE=x,则DE=8-x
在Rt△BDE中,BD=4,根据勾股定理得,DB2+DE2=BE2
∴16+(8-x)2=x2
∴x=5
∴BE=5
∴CE=3
∴E(3,4)
(2)如图
过点D作OA的垂线交OB于M,交OA于N,此时的M,N是AM+MN的最小值的位置,求出DN就是AM+MN的最小值
由(1)得,DE=3,BE=5,BD=4
∴根据面积有DE×BD=BE×DG
∴DG=由题意有,GN=OC=4
∴DN=DG+GN=
即:AM+MN的最小值是.
15.(2023-2024春·广东汕头·八年级汕头市潮阳实验学校校考期中)如图,在平面直角坐标系中,点是坐标原点,四边形是菱形,点在轴的正半轴上,点的坐标为,,点在边上移动(不与重合),点在边上移动(不与重合),在移动的过程中保持.
(1)连接,____________________°;
(2)求周长的最小值及此时点的坐标;
(3)在(2)的结论下,若为平面内一点,当以点为顶点的四边形为平行四边形时,请直接写出点的坐标.
【详解】(1)解:连接,
∵四边形是菱形,点在轴的正半轴上,点的坐标为,,
∴,与为等边三角形,
∴,,,,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∴;
(2)∵,,
∴为等边三角形;
∴,
当时,周长有最小值,
∵为等边三角形,
∴,,
∴的周长最小值为,,
∴,
∴为的中点,
∴.
(3)设,而,,;
当为对角线时,
∴,解得:,
∴,
当为对角线时,
∴,解得:,
∴,
当为对角线时,
∴,解得:,
∴,
综上:或或.
16.(2023-2024春·重庆沙坪坝·八年级重庆一中校考期中)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点、点,C为线段的中点.
(1)求直线的解析式;
(2)如图1,若E为线段上一动点,过点E作轴于点F,轴于点G,连接,P为上一动点.当线段最短时,求周长的最小值;
(3)在(2)的条件下,直线与直线相交于点Q,将线段沿射线方向平移12个单位长度,平移后的点C记为点,H为直线上的一动点,在平面内是否存在一点N,使得以、H、Q、N为顶点的四边形是菱形.若存在,请直接写出点N的横坐标;若不存在,请说明理由.
【详解】(1)解:设直线解析式为,
把点A、B的坐标代入得:,
解得:,
∴直线解析式为;
(2)解:如图,连接,
∵轴,轴,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∴当时,最小时,
∴最小;
作E点关于的对称点H,过H作轴于M,连接,
则,
∵,
∴当点P在上时,最短,
∴的周长最短;
∵,
∴,
∵,
∴,
∵C为中点,
∴;
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,由勾股定理得:,
∴;
∵E、H关于对称,,
∴,
∴,
∴,由勾股定理得:,
∴
∵点C是中点,且、,
∴,
∴,
∴的周长最小值为:;
(3)解:存在点N,使得以、H、Q、N为顶点的四边形是菱形.
∵,
∴,
设直线解析式为,则,
∴,
即直线解析式为,
解方程组,得,
∴;
∵,
∴将点C沿射线方向平移12个单位长度后点的坐标为,
∴;
如图,当时,
∵直线与x轴正方向的夹角为,
∴把点Q向右平移个单位长度,再向上平移个单位长度即可得到点,
∴点的坐标为,
∴把点向右平移个单位长度,再向上平移个单位长度即可得到点,
∴点的坐标为;
同理,当时,点的坐标为;
∴点的坐标为;
当时,点的坐标为;
∴点的坐标为;
当时,点的坐标为;
∴点的坐标为;
综上,满足条件的点N的坐标为或或或.
17.(2023-2024春·重庆沙坪坝·八年级重庆一中校考阶段练习)如图1,在平面直角坐标系中有长方形OABC,点,将长方形OABC沿AC折叠,使得点B落在点D处,CD边交x轴于点E,.
(1)求点D的坐标;
(2)如图2,在直线AC以及y轴上是否分别存在点M,N,使得△EMN的周长最小?如果存在,求出△EMN周长的最小值;如果不存在,请说明理由;
(3)点P为y轴上一动点,作直线AP交直线CD于点Q,是否存在点P使得△CPQ为等腰三角形?如果存在,请求出∠OAP的度数;如果不存在,请说明理由.
【详解】解:(1)∵四边形AOCB是矩形,
∴OC=AB=4,
∵∠OAC=30°
∴AC=2CO=8,AO=CO=4,∠CAB=60°,
∵长方形OABC沿AC折叠,使得点B落在点D处,
∴AD=AB=4,∠CAD=60°,
∴∠DAO=30°,
如图1,过点D作DF⊥AO于F,
∵DF⊥AO,∠DAO=30°,
∴DF=AD=2,AF=DF=2,
∴OF=AO﹣AF=2,
∴点D坐标(2,﹣2);
(2)如图2,过点E作y轴的对称点G,过点E作AC的对称点H,连接GH交y轴于点N,与AC交于M,即△EMN的周长最小值为GH,
∵∠OAD=30°,AD=4,∠ADC=90°
∴AE=,
∴OE=,
∵点G,点E关于y轴对称,点E,点H关于AC对称,
∴点G(﹣,0),点H(,4)
∴GH=,
∴△EMN的周长最小值为8;
(3)存在点P使得△CPQ为等腰三角形,
∵∠ACB=∠ACD=30°,
∴∠OCE=30°,
①若CP=CQ,如图3,
∵CP=CQ,∠OCE=30°,
∴∠CPQ=75°,
∴∠OAP=90°﹣∠CPQ=15°,
②若PQ=CQ时,如图4,
∵CQ=PQ,
∴∠QPC=∠PCQ=30°,
∴∠OAP=90°﹣∠CPQ=60°;
③若CP=PQ,如图5,
∴∠PCQ=∠PQC=30°,
∴∠OPA=60°,且∠OCA=60°,
∴不存在这样的点P,
综上,满足条件的点P存在,并且∠OAP=15º或60º.
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