专题08 特殊的平行四边形中的最值模型之将军饮马、遛马、过桥模型-2024-2025学年八年级数学下册常见几何模型全归纳之模型解读与提分精练(沪科版)
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内容正文:
专题08.特殊的平行四边形中的最值模型之将军饮马、遛马、过桥模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
2
模型1.将军遛马模型 2
模型2.将军造桥(过桥)模型 2
3
模型1.将军遛马模型
将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1);点A、B在直线m同侧 (图1-2);
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2023·西安·统考一模)问题提出:在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,点E、F分别为边AD、BC上的点,且AE=1;BF=2.(1)如图①,P为边AB上一动点,连接EP、PF,则EP+PF的最小值为 ;
(2)如图②,P、M是AB边上两动点,且PM=2,现要求计算出EP、PM、MF和的最小值.九年级一班某兴趣小组通过讨论得出一个解决方法:在DA的延长线上取一点E',使AE'=AE,再过点E'作AB的平行线E'C,在E'C上E”的下方取点M,使E'M'=2,连接M'F,则与AB边的交点即为M,再在边AB上点M的上方取P点,且PM=2,此时EP+PM+MF的值最小.但他们不确定此方法是否可行,便去请教数学田老师,田老师高兴地说:“你们的做法是有道理的”.现在请你根据叙述作出草图并计算出EP+PM+MF的最小值;
问题解决:(3)聪聪的爸爸是供电公司的线路设计师,公司准备架设一条经过农田区的输电线路,为M、N两个村同时输电.如图所示,农田区两侧AB与CD平行,且农田区宽为0.5千米,M村到AB的距离为2千米,N村到CD的距离为1千米,M、N所在的直线与AB所夹锐角恰好为45°,根据架线要求,在农田区内的线路要与AB垂直.请你帮助聪聪的爸爸设计出最短的线路图,并计算出最短线路的长度.(要求:写出计算过程,结果保留根号)
例2.(2023春·山东烟台·八年级统考期中)如图,在矩形中,,点P、点Q分别在边上,且,连接和,则的最小值是_______.
例3.(2023下·辽宁朝阳·八年级统考期末)如图,长方形中,,,是的中点,线段在边上左右滑动,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
例4.(2023·黑龙江牡丹江·校考模拟预测)如图,在等腰直角三角形中,,,线段在斜边上运动,且.连接,.则周长的最小值是______.
例5.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为的正方形中将沿射线平移,得到,连接、.求的最小值为______.
例6.(2023下·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在边长为4的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到,连接,,,则的最小值为 .
模型2.将军造桥(过桥)模型
将军造桥(过桥)模型:已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2-1 图2-2
将军造桥(过桥)模型:如图2-2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
例1.(2023.北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
()如图,一个牧童从点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线;()如图,直线是一条河,,是两个村庄,欲在上的某处修建一个水泵站,向,两地供水,要使所需管道的长度最短,在图中标出点.(保留作图过程);()如图,在一条河的两岸有,两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段表示.试问:桥建在何处,才能使到的路程最短呢?请在图中画出桥的位置.(保留作图过程)
例2.(2022上·湖北襄阳·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2,、两地到河岸边的距离均为1,,,,现欲在河道上架两座桥、,使最小,则最小值为
A. B. C.14 D.12
例3.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2 B.1+3 C.3+ D.
例4.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.
例6.(2023春·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是________.
1.(2024安徽二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
A.4 B.4+ C.2+2 D.6
2.(2024·重庆·统考一模)如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.则EC+GC的最小值为( )
A.2 B.4 C.2 D.4
3.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
4.(2024下·广东深圳·八年级校考期中)如图,中,,若D,E是边上的两个动点,F是边上的一个动点,,则的最小值为 .
5.(2024上·河南郑州·九年级校联考期末)如图,矩形中,,G是的中点,线段在边上左右滑动;若,则的最小值为 .
6.(2024上·广东广州·九年级校考阶段练习)如图,在等腰直角三角形中,,,线段在斜边上运动,且.连接,.则周长的最小值是 .
7.(2024·浙江金华·八年级期末)在综合实践课上,小明把边长为2cm的正方形纸片沿着对角线AC剪开,如图l所示.然后固定纸片△ABC,把纸片△ADC沿AC的方向平移得到△A′D′C′,连A′B,D′B,D′C,在平移过程中:(1)四边形A′BCD′的形状始终是 __;(2)A′B+D′B的最小值为 __.
8.(2024·四川成都·模拟预测)如图,菱形的边在轴上,顶点坐标为,顶点坐标为,点在轴上,线段轴,且点坐标为,若菱形沿轴左右运动,连接、,则运动过程中,四边形周长的最小值是________.
9.(2024.广东深圳九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
(1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
10.(2024·陕西西安·校考模拟预测)如图,在菱形中,,,在边上有一线段由B向C运动,点F到达点C后停止运动,E在F的左侧,,连接,则周长的最小值为______.
11.(2023·山东泰安·模拟预测)如图,在菱形中,,,点,在上,且,连接,,则的最小值为________.
12.(2024·山东·八年级专题练习)如图,四边形是平行四边形,,,,点、是边上的动点,且,则四边形周长的最小值为______.
13.(2023·陕西西安·校考二模)如图,矩形中,,,点E是的中点,线段在边上左右滑动,若,则的最小值为___________.
14.(2023·江苏盐城·统考三模)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是 .
15.(2024下·辽宁鞍山·八年级统考期末)如图,河的两岸有,两个水文观测点,为方便联络,要在河上修一座木桥(河的两岸互相平行,垂直于河岸),现测得,两点到河岸的距离分别是5米,4米,河宽3米,且,两点之间的水平距离为12米,则的最小值是 米.
16.(2023.广东八年级专项训练)如图所示,某条护城河在处角转弯,河宽相同,从处到达处,须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设护城河以及两座桥都是东西、南北走向的,恰当地造桥可使到的路程最短,请确定两座桥的位置.
17.(2023·陕西咸阳·校考一模)【问题提出】(1)如图1,点A、B在直线l的同侧,点A到直线l的距离,点B到直线l的距离,A、B两点的水平距离,点P是直线l上的一个动点,则的最小值是________;
【问题探究】(2)如图2,在矩形中,,,G是的中点,线段在边上左右滑动,若,求的最小值;
【问题解决】(3)如图3,某公园有一块形状为四边形的空地,管理人员规划修两条小路和(小路的宽度忽略不计,两条小路交于点P),并在和上分别选取点M、N,沿、和修建地下水管,为了节约成本,要使得线段、与之和最小.
已测出,,,,,管理人员的想法能否实现,若能,请求出的最小值,若不能,请说明理由.
18.(2023·广东深圳·八年级统考期末)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知平行四边形OABC的顶点O为坐标原点,顶点A在x轴的正半轴上,B、C在第一象限内,且OA=6,OC=3,∠AOC=45°.
(1)顶点B的坐标为 ,顶点C的坐标为 ;(2)设对角线AC、OB交于点E,在y轴上有一点D(0,﹣1),x轴上有一长为1个单位长度的可以左右平移的线段MN,点M在点N的左侧,连接DM、EN,求DM+EN的最小值;(3)如图2,若直线l:y=kx+b过点P(0,﹣2),且把平行四边形OABC的面积分成1:2的两部分,请直接写出直线l的函数解析式.
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专题08.特殊的平行四边形中的最值模型之将军饮马、遛马、过桥模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
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模型1.将军遛马模型 2
模型2.将军造桥(过桥)模型 2
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模型1.将军遛马模型
将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1);点A、B在直线m同侧 (图1-2);
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2023·西安·统考一模)问题提出:在矩形ABCD中,AB=6,BC=4,点E、F分别为边AD、BC上的点,且AE=1;BF=2.(1)如图①,P为边AB上一动点,连接EP、PF,则EP+PF的最小值为 ;
(2)如图②,P、M是AB边上两动点,且PM=2,现要求计算出EP、PM、MF和的最小值.九年级一班某兴趣小组通过讨论得出一个解决方法:在DA的延长线上取一点E',使AE'=AE,再过点E'作AB的平行线E'C,在E'C上E”的下方取点M,使E'M'=2,连接M'F,则与AB边的交点即为M,再在边AB上点M的上方取P点,且PM=2,此时EP+PM+MF的值最小.但他们不确定此方法是否可行,便去请教数学田老师,田老师高兴地说:“你们的做法是有道理的”.现在请你根据叙述作出草图并计算出EP+PM+MF的最小值;
问题解决:(3)聪聪的爸爸是供电公司的线路设计师,公司准备架设一条经过农田区的输电线路,为M、N两个村同时输电.如图所示,农田区两侧AB与CD平行,且农田区宽为0.5千米,M村到AB的距离为2千米,N村到CD的距离为1千米,M、N所在的直线与AB所夹锐角恰好为45°,根据架线要求,在农田区内的线路要与AB垂直.请你帮助聪聪的爸爸设计出最短的线路图,并计算出最短线路的长度.(要求:写出计算过程,结果保留根号)
【答案】(1);(2)EP+PM+MF的最小值是7;(3)km
【详解】解:(1)如图①,延长至,使,连接,过作于,
矩形,,,
当,,三点共线时,最小,即最小;
由勾股定理得:,故答案为;
(2)如图②,延长至,使,在下方作,在上截取,连接交于,在上截取,连接,,
矩形,即,
,四边形是平行四边形,
,,三点共线,为最小值,即为最小值.
(3)如图③,过作于,过作于,作交于,交于,
在上截取,连接交于,作交于,连接,
,,
四边形是平行四边形,
由题意知,,,,,,
在△中,,
最短线路长度为.
例2.(2023春·山东烟台·八年级统考期中)如图,在矩形中,,点P、点Q分别在边上,且,连接和,则的最小值是_______.
【答案】13
【详解】解:∵四边形是矩形,∴,
∵,∴四边形是平行四边形,∴,作点A关于的对称点E,
则,,当B、Q、E在同一直线上时,取得最小值,
此时,,∴的最小值是13,故答案为:13.
例3.(2023下·辽宁朝阳·八年级统考期末)如图,长方形中,,,是的中点,线段在边上左右滑动,若,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:将沿着向左平移使与重合,得到,如图所示:
由平移性质得到,,
作关于的对称点,连接,如图所示:
由对称性得到,,
由图可知,,此时,当三点共线时,有最小值,为线段长,,,
在长方形中,,,由矩形性质可得,
, 是的中点,,
与关于的对称,,在长方形中,,
在中,,,,由勾股定理得到,的最小值,故选:C.
例4.(2023·黑龙江牡丹江·校考模拟预测)如图,在等腰直角三角形中,,,线段在斜边上运动,且.连接,.则周长的最小值是______.
【答案】/
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接、,过点作,且点在上方,,连接交于点,取,连接,.
,.,,∴四边形为平行四边形,.
,,三点共线,此时的周长最小.
,,即,,
周长的最小值为:.故答案为:.
例5.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为的正方形中将沿射线平移,得到,连接、.求的最小值为______.
【答案】
【详解】如图,将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,
∵AB∥GE∥DC且AB=GE=DC,∴四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,
∴AE∥BG,CG=DE,∴AE⊥CC′,由作图易得,点C与点C′关于AE对称,C′E=CE,
又∵CG=DE,∴EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,
此时,在Rt△C′D′E中,C′B′=4,B′D=4+4=8, C′D=,
即EC+GC的最小值为,故答案为:.
例6.(2023下·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在边长为4的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到,连接,,,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:连接交于点O,∵四边形为菱形,∴,
∵,∴,根据勾股定理可得,∴,
整理得:,∵,∴,则为等边三角形那个,∴,
∵在边长为4的菱形中,,∴,,
∵将沿射线的方向平移得到∴,,
∵四边形是菱形,∴,,∴,
∴,,∴四边形是平行四边形,∴,
∴的最小值的最小值,∵点E在过点A且平行于的定直线上,
∴作点D关于定直线的对称点M,连接交定直线于E,则的长度即为的最小值,
根据轴对称的性质可得:,∵,∴,∵,,
∴, ,∴,
∵,,∴,
在和中,,∴,
∴.故答案为:.
模型2.将军造桥(过桥)模型
将军造桥(过桥)模型:已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2-1 图2-2
将军造桥(过桥)模型:如图2-2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
例1.(2023.北京西城八年级期中)作图题(不写作法)
()如图,一个牧童从点出发,赶着羊群去河边喝水,则应当怎样选择饮水路线,才能使羊群走的路程最短?请在图中画出最短路线;()如图,直线是一条河,,是两个村庄,欲在上的某处修建一个水泵站,向,两地供水,要使所需管道的长度最短,在图中标出点.(保留作图过程);()如图,在一条河的两岸有,两个村庄,现在要在河上建一座小桥,桥的方向与河岸方向垂直,桥在图中用一条线段表示.试问:桥建在何处,才能使到的路程最短呢?请在图中画出桥的位置.(保留作图过程)
【答案】作图见解析
【详解】()如图,点到直线垂线段最短.
()如图.
()如图。
例2.(2022上·湖北襄阳·九年级联考自主招生)如图有一条直角弯道河流,河宽为2,、两地到河岸边的距离均为1,,,,现欲在河道上架两座桥、,使最小,则最小值为
A. B. C.14 D.12
【答案】C
【详解】解:延长到,使得,延长到,使得,连接交河道于点,,得到两座桥,,此时的值最小.
∴四边形是平行四边形,∴,同理:=,
延长交的延长线于点.∴,,
∴,,
在中,,
,
的最小值为14.故选:C.
例3.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2 B.1+3 C.3+ D.
【答案】A
【详解】解:如图,作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN.
根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.
∵AB=10千米,BC=1+3+4=8千米,∴在RT△ABC中,,
在RT△AB′C中,B′C=1+3=4千米,∴AB′=千米;故选A.
例4.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.
【答案】
【详解】解:如图,过点E作交于点I,连接.
∵中,,,∴,∴,
∴,.∵,,∴.
∵,∴四边形为平行四边形,∴.同理可得出.
∵,,∴四边形为平行四边形,
∴,∴四边形为平行四边形,
∴,∴,∴当最小时,最小.
∵当点I,H,C三点共线时,最小,∴此时最小,如图,
∵,∴.∵∴四边形为平行四边形,∴,,
∵,,∴,∴,∴,
∴的最小值为. 故答案为:.
例6.(2023春·湖北武汉·八年级统考期中)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是________.
【答案】
【详解】作交于点E,在取,连接,延长至点,使,连接,作于点,如下图:
,,为等边三角形,,
,,四边形为平行四边形,
同理得四边形与四边形为平行四边形,,,,
,
中,,
中,
,的最小值是.
1.(2024安徽二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
A.4 B.4+ C.2+2 D.6
【答案】D
【详解】解:如图作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,即△AEF的周长最小.∵AH=EF,AH∥EF,∴四边形EFHA是平行四边形,∴EA=FH,∵FA=FC,∴AE+AF=FH+CF=CH,
∵菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,∴AC=AB=2,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∵AH∥DB,∴AC⊥AH,∴∠CAH=90°,
在Rt△CAH中,CH= ∴AE+AF的最小值4,
∴△AEF的周长的最小值=4+2=6,故选:D.
2.(2024·重庆·统考一模)如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠ABC=60°,将△ABD沿射线BD方向平移,得到△EFG,连接EC、GC.则EC+GC的最小值为( )
A.2 B.4 C.2 D.4
【答案】B
【详解】如图,连接AE,作点D关于直线AE的对称点H,连接DE,DH,EH,AH,CH.
由平移的性质可知,.∵四边形ABCD为菱形,
∴,,,
∴,,∴四边形CDEG为平行四边形,∴.
由轴对称的性质可知,,,∴,
∴,即CH的长为的最小值.
∵,,∴四边形为平行四边形,∴,
∴,∴,∴为等边三角形,
∴,,∴,∴,
即为顶角是120°,底角为30°的等腰三角形,
结合含30°角的直角三角形和勾股定理即可求.故选B.
3.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
A. B.3 C. D.
【答案】B
【详解】解:过点作使,则:四边形为平行四边形,
∴,∴,∴当三点共线时,有最小值即为的长,
∵四边形为正方形,∴,,,
∴,,∴,即:的最小值为3.故选B.
【点睛】本题考查正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是构造平行四边形,进行线段的转化.
4.(2024下·广东深圳·八年级校考期中)如图,中,,若D,E是边上的两个动点,F是边上的一个动点,,则的最小值为 .
【答案】
作于F,交于E,的长度即为所求最小值,
∵,∴四边形是平行四边形,∴,
又∵关于对称,∴,∴,
∵,∴,∴,,
过作,则,∴, ∴,
∵,∴,
在中,,∴,
∴, ∴. 即:的最小值为.
5.(2024上·河南郑州·九年级校联考期末)如图,矩形中,,G是的中点,线段在边上左右滑动;若,则的最小值为 .
【答案】5
【详解】解:如图,作G关于的对称点,在上截取,然后连接交于E,在上截取,此时的值最小,
∵,∴四边形是平行四边形,∴,∴,
∵,G为边的中点,∴,
由勾股定理得∶,即的最小值为5.故答案为: 5.
6.(2024上·广东广州·九年级校考阶段练习)如图,在等腰直角三角形中,,,线段在斜边上运动,且.连接,.则周长的最小值是 .
【答案】/
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接、,过点作,且点在上方,,连接交于点,取,连接,.
,.,,∴四边形为平行四边形,.
,,三点共线,此时的周长最小.
,,即,,
周长的最小值为:.故答案为:.
7.(2024·浙江金华·八年级期末)在综合实践课上,小明把边长为2cm的正方形纸片沿着对角线AC剪开,如图l所示.然后固定纸片△ABC,把纸片△ADC沿AC的方向平移得到△A′D′C′,连A′B,D′B,D′C,在平移过程中:(1)四边形A′BCD′的形状始终是 __;(2)A′B+D′B的最小值为 __.
【答案】 平行四边形 2
【详解】(1)如图2中,∵A′D′=BC,A′D′∥BC,∴四边形A′BCD′是平行四边形,故答案为:平行四边形.
(2)如图2,作直线DD′,作点C关于直线DD′的对称点C″,连接D′C″,BC″,过点B作BH⊥CC″于H.
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=2,∠ABC=90°,∴AC=AB=2,
∵BJ⊥AC,∴AJ=JC,∴BJ=AC=,∵∠BJC=∠JCH=∠H=90°,∴四边形BHCJ是矩形,
∵BJ=CJ,∴四边形BHCJ是正方形,∴BH=CH=,在Rt△BHC″中,BH=,HC″=3,
∴,
∵四边形A′BCD′是平行四边形,∴A′B=CD′,∴A′B+BD′=BD′+CD′=BD′+D′C″≥BC″,
∴A′B+BD′≥2,∴A′B+D′B的最小值为2,故答案为:2.
8.(2024·四川成都·模拟预测)如图,菱形的边在轴上,顶点坐标为,顶点坐标为,点在轴上,线段轴,且点坐标为,若菱形沿轴左右运动,连接、,则运动过程中,四边形周长的最小值是________.
【答案】13+
【详解】∵点坐标为,点坐标为,∴OC=4,OD=3,
∴在Rt△COD中,CD=5,∵四边形是菱形,∴AD=CD=5,
∵坐标为,点 在轴上,线段轴,∴EF=8,
连接OA,过点A作AF1∥DF交EF于点F1,
则四边形ADFF1是平行四边形,FF1=AD=5,∴EF1=EF-FF1=3,∵点E,O关于AD对称,∴OA=AE,
当O,A,F1三点共线时,AE+DF=OA+AF1=OF1,为所求线段和的最小值,
在Rt△OEF1中,OF1=,∴四边形周长的最小值:
AD+EF+AE+DF= AD+EF+ OF1=5+8+=13+.
9.(2024.广东深圳九年级期中)如图1,已知平行四边形ABCO,以点O为原点,OC所在的直线为x轴,建立直角坐标系,AB交y轴于点D,AD=2,OC=6,∠A=60°,线段EF所在的直线为OD的垂直平分线,点P为线段EF上的动点,PM⊥x轴于点M点,点E与E′关于x轴对称,连接BP、E′M.
(1)请直接写出点A的坐标为_____,点B的坐标为_____;
(2)当BP+PM+ME′的长度最小时,请直接写出此时点P的坐标为_____;
【答案】(1)(﹣2,2),(4,2);(2)(2,);
【详解】解:(1)如图1中,在Rt△ADO中,∵∠A=60°,∴∠AOD=30°.
∵AD=2,∴OD =2,∴A(﹣2,2),
∵四边形ABCO是平行四边形,∴AB=OC=6,∴DB=6﹣2=4,∴B(4,2);
(2)如图1中,连接OP.∵EF垂直平分线段OD,PM⊥OC,∴∠PEO=∠EOM=∠PMO=90°,
∴四边形OMPE是矩形,∴PM=OE=.
∵OE=OE′,∴PM=OE′,PM∥OE′,∴四边形OPME′是平行四边形,∴OP=EM,
∵PM是定值,∴PB+ME′=OP+PB的值最小时,BP+PM+ME′的长度最小,∴当O、P、B共线时,BP+PM+ME′的长度最小.∵直线OB的解析式为y=x,∴P(2,).故答案为(2,).
10.(2024·陕西西安·校考模拟预测)如图,在菱形中,,,在边上有一线段由B向C运动,点F到达点C后停止运动,E在F的左侧,,连接,则周长的最小值为______.
【答案】8
【详解】解:如图,过点作交于点,则四边形为平行四边形,
,,再作点关于的对称点,连接,则,连接与交于点,当运动到点时,,,三点共线,此时取最小值,即取最小值,则此时的周长最小.
过点作,过点作交于点,,
,,连接,,,四边形为矩形,
,,,
周长的最小值,故答案为:.
11.(2023·山东泰安·模拟预测)如图,在菱形中,,,点,在上,且,连接,,则的最小值为________.
【答案】
【详解】解:连接BD交AC于点O,如图,
∵四边形ABCD是菱形,AC=8∴
又 在Rt△AOB中, ∴ ∴DO=5
当点O为MN的中点时,BM+DN的值最小,∵MN=1∴
在Rt△DON中, ∴
在Rt△DON和Rt△BOM中, ∴
∴DN=BM∴ ∴的最小值为故答案为
另解:该题也可采用平移的思路,构造平行四边形,将不相邻的线段转移成首位相连的折线,在利用两点之间线段最短找到最值,最后利用勾股定理求解即可。
12.(2024·山东·八年级专题练习)如图,四边形是平行四边形,,,,点、是边上的动点,且,则四边形周长的最小值为______.
【答案】
【详解】如下图,将点沿向右平移2个单位长度得到点,作点关于的对称点,连接,交于点,在上截取,连接,,∴,,
此时四边形的周长为,
当点、、三点共线时,四边形的周长最小,
,,,经过点,,,
,,,
,四边形周长的最小值为,故答案为:.
13.(2023·陕西西安·校考二模)如图,矩形中,,,点E是的中点,线段在边上左右滑动,若,则的最小值为___________.
【答案】/
【详解】解:作E关于的对称点,在上截取,连接,,,
则,∵四边形是矩形,∴,,,∴,
∵,∴四边形是平行四边形,∴,∴,
∵,E为的中点,∴,
由勾股定理得,即的最小值为.故答案为:.
14.(2023·江苏盐城·统考三模)如图,在中,,,M、N分别是、边上的动点,且,则的最小值是 .
【答案】/
【详解】解:作交于点E,在取,连接,延长至点,使,连接,作于点,如下图:
,,为等边三角形,,
,,四边形为平行四边形,
同理得四边形与四边形为平行四边形,
,,,
,
中,,,
中,,
,即的最小值是.故答案为:.
15.(2024下·辽宁鞍山·八年级统考期末)如图,河的两岸有,两个水文观测点,为方便联络,要在河上修一座木桥(河的两岸互相平行,垂直于河岸),现测得,两点到河岸的距离分别是5米,4米,河宽3米,且,两点之间的水平距离为12米,则的最小值是 米.
【答案】18
【详解】作垂直于河岸,使等于河宽,连接,与靠近A的河岸相交于M,作垂直于另一条河岸, 过点A作交的延长线于点C,
则且,于是为平行四边形,故,
当时,最小,也就是最短,
∵(米),(米),(米)
∴在中,(米),
∴的最小值为:(米) 故答案为:18 .
16.(2023.广东八年级专项训练)如图所示,某条护城河在处角转弯,河宽相同,从处到达处,须经过两座桥(桥宽不计,桥与河垂直),设护城河以及两座桥都是东西、南北走向的,恰当地造桥可使到的路程最短,请确定两座桥的位置.
【答案】见解析
【详解】解:如图所示,
,
将点向下平移至点,使的长等于河宽,将点向右平移至点,使的长等于河宽;连接,与河岸相交于点,;过点作于点D,过点作于点,则,即为两桥的位置.
17.(2023·陕西咸阳·校考一模)【问题提出】(1)如图1,点A、B在直线l的同侧,点A到直线l的距离,点B到直线l的距离,A、B两点的水平距离,点P是直线l上的一个动点,则的最小值是________;
【问题探究】(2)如图2,在矩形中,,,G是的中点,线段在边上左右滑动,若,求的最小值;
【问题解决】(3)如图3,某公园有一块形状为四边形的空地,管理人员规划修两条小路和(小路的宽度忽略不计,两条小路交于点P),并在和上分别选取点M、N,沿、和修建地下水管,为了节约成本,要使得线段、与之和最小.
已测出,,,,,管理人员的想法能否实现,若能,请求出的最小值,若不能,请说明理由.
【答案】(1)10;(2);(3)能实现,最小值为.
【详解】.解:(1)如图,作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于P,则的值最小,且的最小值,过作于E,则,,
∴,∴即的最小值是10;
(2)如图,作G关于的对称点,在上截取,
连接,,,则,
,,四边形是平行四边形,,
,,,G为的中点,
,,由勾股定理得,
,即的最小值为:;
(3)管理人员的想法能实现,
作点P关于、的对称点E、F,连接,分别交、于点O、H, ,,连接,与、的交点即为点M、N的位置,连接,,此时,,的长就是的最小值,过点E作交的延长线于点G,
,,,,,,
,,,,
,,,
,,,,
,,,.
在中,,的最小值为.
18.(2023·广东深圳·八年级统考期末)如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知平行四边形OABC的顶点O为坐标原点,顶点A在x轴的正半轴上,B、C在第一象限内,且OA=6,OC=3,∠AOC=45°.
(1)顶点B的坐标为 ,顶点C的坐标为 ;(2)设对角线AC、OB交于点E,在y轴上有一点D(0,﹣1),x轴上有一长为1个单位长度的可以左右平移的线段MN,点M在点N的左侧,连接DM、EN,求DM+EN的最小值;(3)如图2,若直线l:y=kx+b过点P(0,﹣2),且把平行四边形OABC的面积分成1:2的两部分,请直接写出直线l的函数解析式.
【答案】(1)(9,3),(3,3);(2)DM+EN的最小值为;(3)直线l的函数解析式为:y=x–2或y=x﹣2.
【详解】(1)延长BC交y轴于点G,
∵在平行四边形OABC中,OA=6,OC=3 ,∠AOC=45°,
∴∠COG=45°,OG=CG,BC=OA=6,∴在 中, ,即 ,
解得: ,即CG=3,∴BG=BC+CG=9,
∴顶点B的坐标为(9,3),顶点C的坐标为(3,3),故答案为:(9,3),(3,3);
(2)将点D向右平移1个单位长度得点F,连接EF交x轴于点N,∵MN=DF=1,∴F(1,–1),
又由平移性质可得DF∥MN,∴将点D向右平移1个单位长度得点F,连接EF交x轴于点N,
∴DM=FN,∴当点E,N,F三点共线时,DM+EN有最小值,此时DM+EN=FN+EN=EF,
∵四边形OABC是平行四边形,∴E是AC的中点,∵A(6,0),C(3,3),∴E(4.5,1.5),
∵F(1,–1),∴EF= ,∴DM+EN的最小值为;
(3)设直线l分别交x轴于点Q,交直线BC于点R,∵直线l:y=kx+b过点P(0,−2),∴b=–2,
在y=kx﹣2中,当y=0时,x= ,当y=3时,x=,
∴Q(,0),R(,3),∴OQ=,CR=,∴S四边形OQRC=(OQ+CR)×3= ,
①当S四边形OQRC= S四边形QABR时,= ,解得:k=1,
∴直线l的函数解析式为:y=x–2,
②当S四边形OQRC=2S四边形QABR时,=,解得:k= ,
∴直线l的函数解析式为:y=x﹣2,综上,直线l的函数解析式为:y=x–2或y=x﹣2.
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