内容正文:
重难点05 选填压轴题最值问题综合训练
中考数学中《选填压轴最值问题综合训练》部分主要考向分为八类:
一、将军饮马问题(单动点问题)
二、将军饮马+垂线段最短(双动点问题)
三、周长最小问题
四、线段差值最大问题
五、隐圆问题
六、阿氏圆问题
七、胡不归问题
八、函数中最值问题
最值问题常常出现在四川中考数学试卷的选填压轴题中,难度偏上,很多考生遇到此类问题都无从下手,本小节内容主要总结了中考中常考的几种最值问题进行具体分析,帮助广大考生解决此类问题。
考向一:“将军饮马”问题(单动点问题)
“将军饮马”模型(单动点问题):在直线m上找一点P,使PA+PB的值最小
(1)当点A、B在直线m的两侧时,如图1所示
作法:如图2所示,直接连接A、B两点,与直线m的交点即为点P;
(2)当点A、B在直线m的同侧时,如图3所示
作法:如图4所示
①作点A关于直线m的对称点点C;
②连接BC与直线m相交于点P,P即为所求,此时PA+PB=PC+PB=BC;
1.如图,正方形的对角线交于点O,点E是直线上一动点.若,则的最小值是( )
A. B. C. D.
2.如图,在中,,,,点为直线上一动点,则的最小值为 .
3.如图,在平面直角坐标系中,已知,,过点作轴的垂线,为直线上一动点,连接,,则的最小值为 .
4.如图,点为矩形的对角线上一动点,点为的中点,连接,,若,,则的最小值为 .
5.如图,△ABC中,,点分别是的中点,在上找一点,连接,当最小时,这个最小值是 .
6.如图,在正方形中,,是上的一点,且,是上的动点,且,,连接,当的值最小时,的长为 .
7.如图,在四边形中,,,,,若为边上一动点,且,连接,当最小时,的长是 .
8.在平面直角坐标系内,在函数上,在函数上,为轴上一动点,值最小时,点的坐标为 .
9.如图,在△ABC中,,垂足为,,为直线上方的一个动点,的面积等于△ABC面积的一半,则当最小时,的度数为 .
10.如图,△ABC是等边三角形, 是边上的高,是的中点,是上的一个动点,当 的和最小时, .
考向二:将军饮马+垂线段最短(双动点问题)
点B在直线n上运动,在直线m上找一点P,使PA+PB的值最小
(1)两点在直线两侧时,如图1所示
作法:过点A作直线n的垂线,分别与直线m、直线n交于点P、B;
(2)两点在直线同侧时,如图3所示
作法:如图4所示
①先做点A关于直线m的对称点C;
②过点C作直线n的垂线,垂直为点B,与直线m交于点P;
③此时点P、B即为所求;
1.如图,点N在等边△ABC的边上,,射线,垂足为B,P是射线上一动点,M是线段上一动点,当的值最小时,,则的长为 .
2.如图,在正方形中,,点是边的中点,是对角线上的动点(点在点的上方),且,连接.当的值最小时,的面积是 .
3.如图,等边△ABC的边长为5,点E在上,,射线,垂足为点C,点P是射线上一动点,点F是线段上一动点,当的值最小时,的长为 .
4.如图,点在等边△ABC的边上,,射线,垂足为,是射线上一动点,是线段上一动点,当的值最小时,,则的长为 .
5.如图,已知,,平分与交于点,分别在线段、上的动点,连接,当最小时,画出的位置.已知△ABC的面积为,,求的最小值为 .
6.如图,在中,,点D是边上的定点,,点E、点P分别是边上的动点,当的值最小时,,则 .
7.如图,在中,,,点D在上,,点P、E分别是、上动点,当的值最小时,,则的长为 .
8.如图,在等腰△ABC中,顶角,点为边上一点,,分别为边和上两动点,当的值最小时,的大小是 .
考向三:对称问题中周长最短问题
(1)周长最短问题之三角形
在线m、n上分别求点M、N,使得△PMN的周长最小,如图1所示
作法:如图2所示
①过点P,分别作直线n、直线m的对称点B、A;
②连接AB,分别与直线m、直线n交于点M、点N;
③此时PM+MN+NP=BM+MN+NA=AB。
(2)周长最短问题之四边形
在线m、n上分别求点M、N,使得四边形PQMN的周长最小,如图3所示
作法:如图4所示
①过点P,Q分别作直线n、直线m的对称点B、A;
②连接AB,分别与直线m、直线n交于点M、点N;
③此时PM+MN+QN+QP=BM+MN+NA+PQ=AB+PQ。
1.如图,点P在内,,的垂线相交于点P,E、F分别是上的动点,连接,当的周长最小时,的度数为 .
2.如图,一次函数的图象与x轴、y轴分别交于点A、B,点是x轴上一点,点E、F分别为直线,y轴上的两个动点,当周长最小时,点E的坐标为 .
3.如图,在四边形中,,,M,N分别是边, 上的动点,当的周长最小时,的大小是 °
4.如图,在四边形中,,,点M,N分别是,上两个动点,当的周长最小时,的度数为 .
5.如图,,M为内部一定点且,E、F分别为、边上的动点,当周长最小时,的度数为 .
6.如图,在五边形中,∠BAE=140°,,在边上分别找一点M,N,连接,则当的周长最小时,求的值是 .
7.如图,已知正方形边长为4,点为边上一点,,点为对角线上一点,当△APE周长最短时,则的长 .
8.如图,在平面直角坐标系中,,为边上一动点,为边上一动点,点的坐标为.当的周长最小时,点到直线的距离为,则的周长的最小值为 .
考向四:线段差值最大问题
求两点段差值最大问题(核心点:三角形的任意两边之差小于第三边)
在一条直线上,求一点P,使PA与PB的差最大;
(1)点A、B在直线的同侧
作法:延长AB交直线m与点P,根据三角形两边之差小于第三边,PA-PB≤AB,所以PA-PB的最大值为AB。
(2)点A、B在直线m的异侧
作法:如图4所示,作点B关于直线m的对称点B1,连接AB1并延长与直线m的交点为P1,此时B1P1=P1B,PA-PB的最大值为AB1
1.如图,已知点,点P在直线上,当最大时,点P坐标为 ;此时
2.如图,已知二次函数的图象与x轴交于A、B(点B在点A的右侧)两点,顶点为C,点P是y轴上一点,且使得最大,则P点的坐标为 .
3.如图,在平面直角坐标系中,点,点,点为轴上一点,连接,将绕点逆时针旋转得,连接,得到等腰直角△ABC,且为直角,连接,请写出当最大时点的坐标为 .
4.如图,△ABC为等腰直角三角形,在△ABC的内部,,为射线上一点,当最大时,的度数是 .
考向五:隐圆问题
(1)题型分析:当题目出现共端点、等线段时,可以构建辅助圆进行求解。如图所示OA=OB=OC,则A、B、C在以O为圆心,OA为半径的圆上。
(2)题型分析:在△ABC中,∠C=90°,点C为动点,则点C的轨迹为以AB为直径的圆上(A、B除外)。通过构造辅助圆,把动态问题转换为圆的性质问题。
(3)四点公圆模型(详情请参考本专辑重难点03 辅助圆中常见的几何模型综合训练)
1.如图,矩形中,,点E在上,且,点F在边上运动,以线段为斜边在点B的异侧作以为直角的,使得,连接,当最小时,的值为( )
A. B. C. D.
2.如图,正方形的边长为4,E是边的中点,F是边上一动点,连接,将沿翻折得到,连接.当的长最小时,的长为( )
A. B.
C. D.
3.如图,在中,、,,点P是△ABC内部的一个动点,连接,且满足,过点P作交于点D.
(1) ;
(2)当线段最短时,的面积为 .
4.如图,在等边△ABC中,点为边上一动点,点为上一点,且满足,连接,,当线段的长度最小时,的值为 .
5.如图,五边形,已知,,,,,,求出最小时四边形面积的最大值为 .
6.如图,正方形的边长为8,点是边的中点,点是边上一动点,连接,将沿翻折得到,连接.当最小时,的长是 .
7.如图,在矩形中,,,点F在边上运动,以线段为斜边作,其中点M与点A位于两侧,.连接,当最小时, .
8.如图,△ABC中,,,D是上一动点,于点E,连接.当的长度最短时,的值是 .
9.综合与实践课上,同学们以“矩形折纸”为主题开展了数学活动.小明同学准备了一张长方形纸片,,,他在边上取中点N,又在边上任取一点M,再将沿折叠得到,连接.达到最小值时,求 .
10.如图,点,的坐标分别为,,点为坐标平面内一点,,点为线段的中点,连接,则的最大值为 .
11.如图,在△ABC中,,D是平面内一点,,连接、E为的中点,连接,则的最小值为 ,最大值为 .
考向六:阿氏圆问题
点P在直线上运动和点在圆上运动,其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题(本小节会详细阐述);点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。
【模型由来】“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,已知平面上两点4、B,则所有满足PA=K•PB(k≠1)的点P的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”
【模型建立】
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,连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?
【模型解读】最早见“PA+PB”型问题应该是在“将军饮马”问题中,而本题多了一个“k“,故如何确定“k·PB”的大小是关键,如图2,在线段 OB上截取 OC使 OC=k・r,则可说明△BPO与△PCO相似,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4、P、C三点共线时,PA+PC”值最小如图3
1.如图,在中,,,,以为圆心,为半径作,为上一动点,连接、,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.如图,在中,,,,、分别是边上的动点,连接,过点作交于点,垂足为,连接,则的最小值是( )
A. B. C. D.3
3.如图,等边三角形边长为,圆O是△ABC的内切圆,P是圆O上一动点,连接、,则的最小值为 .
4.如图,矩形中,,,点E是的中点,点F是边上一动点.将沿着翻折,使得点B落在点处,若点P是矩形内一动点,连接、、,则的最小值为 .
5.如图,在平面直角坐标系中,,,,点为以为半径的圆上一动点,则的最小值为 .
6.如图,边长为2的正方形中,E、F分别为上的动点,,连接交于点P,则的最小值为 .
7.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,以点为圆心,画半径为的圆,点为上一个动点,请求出的最小值.
考向七:“胡不归”模型求最值
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?..”(“胡”同“何”)
而如果先沿着驿道C先走一段,再走砂石地会不会更早些到家?
【模型建立】如图2所以,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.
,记,即求BC+k•AC的最小值。
【解决问题】构造射线AD使得sin∠DAN=k,即=k,CH=kAC
将问题转化为求BC+CH最小值,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.
1.如图所示,在△ABC中,,M为线段上一定点,P为线段上一动点.当点P在运动的过程中,满足的值最小时,的大小等于( )
A. B. C. D.
2.如图,在矩形中,,,点P是对角线上的动点,连接,则的最小值为( )
A. B.6 C. D.4
3.如图,在△ABC中,,,为边上的一个动点(不与、重合),连接,则的最小值是( )
A. B. C. D.2
4.在矩形中,,,M是上的动点,当最小时,的值是
5.在平面直角坐标系中,已知坐标轴上的两点,,试在轴上找一点,使值最小,此时点 的坐标是 .
6.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 .
7.如图,在矩形中,,,则对角线 ,点是上的动点,连接,则的最小值是 .
8.如图,在平行四边形中,,,,在线段上取一点E,使,连接,点M,N分别是线段上的动点,连接,则的最小值为 .
考向八 函数中最值问题
二次函数中最值问题常结合几何图形进行考查
通用解题技巧
1.函数性质法:分析二次函数开口方向、顶点坐标,结合自变量取值范围确定最值。
2.数形结合法:对几何问题,先画图分析,再通过代数计算验证;对代数问题,结合函数图像判断极值点。
3.转化与化归:将复杂问题转化为基本模型,如将军饮马、阿氏圆等,或通过相似、对称简化变量关系。
4.分类讨论:当自变量有约束条件时(如区间限制),需分段讨论函数在不同区间的极值。
1.已知点,,,,二次函数的图象经过这四个点中的三个点,得到对应的函数解析式,当的值最小时,所对应的二次函数图象所经过的点为( )
A.点,点和点 B.点,点和点
C.点,点和点 D.点,点和点
2.如图,抛物线与y轴交于点A,与x轴交于点B,E,线段在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且.当的值最小时,点C的坐标是( )
A. B. C. D.
3.如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,线段在抛物线的对称轴上移动(点在点下方),且.当四边形的周长最小时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
4.如图,抛物线过点,与x轴的正半轴交于点B,与y轴交于点C,连接AC,BC,点D是第四象限内抛物线上的一点,连接AD,CD,AD交BC于点P.当的值最小时,点D的坐标为 .
5.如图,在平面直角坐标系中,点,中,,,则点的坐标为 ;若点,分别是的边,上的动点,且,当的值最小时,点的坐标为 .
6.在平面直角坐标系中,四个点坐标依次为,,,,点为线段上一动点,点为线段上一动点,点为轴上一动点.当三点运动到最短时,点的坐标是 .
7.如图,抛物线上的点A,C坐标分别为,,抛物线与x轴负半轴交于点B,点M为y轴负半轴上一点,且.
将抛物线沿x轴的负方向平移得到新抛物线,点A的对应点为点,点C的对应点为点,在抛物线平移过程中,当的值最小时,新抛物线的顶点坐标为 ,的最小值为 .
8.如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点P是抛物线第一象限上的一点,连接,交于点E,D是上一点且.当的值最小时,P点的坐标为 .
9. 与x轴最多有一个交点,则的最小值为 .
10.已知二次函数的图象与轴最多有一个公共点,若的最小值为,则的值为 .
11.已知函数,设实数,,满足,,当取,,时,对应的函数值分别为,,.当的值最小时,则 .
12.如图,线段,点是线段上的动点,将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接,在上方作Rt△DCE,使,,点为的中点,连接,当最小时,的长为 .
(建议用时:60分钟)
1.如图,在中,,,点在边上,且,点,分别是边,上的动点,当最小时,,则长为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
2.如图,等边△ABC中,点D,E分别是边的中点,点是AD上的一个动点,当最小时,的度数是( )
A. B. C. D.
3.如图,已知,点分别是射线上的定点,为射线上的一动点,为射线上一动点,当的值最小时,的度数为( )
A. B. C. D.
4.如图,在△ABC中,,平分,为线段上一动点,为边上一动点,当的值最小时,的度数为( )
A. B. C. D.
5.如图,矩形ABCD中,∠BAC=60°,点E在AB上,且BE:AB=1:3,点F在BC边上运动,以线段EF为斜边在点B的异侧作等腰直角三角形GEF,连接CG,当CG最小时,的值为( )
A. B. C. D.
6.如图,中,,,.点P为△ABC内一点,且满足.当的长度最小时,的周长是( )
A. B. C. D.
7.如图,已知直线分别交x轴、y轴于点B、A两点,,D、E分别为线段和线段上一动点,交y轴于点H,且.当的值最小时,则H点的坐标为
8.如图,中,动点P,Q分别从点A,C同时出发,均以每秒1个单位长度的速度沿向终点D,B运动,过点P,Q作直线l,过点B作直线l的垂线,垂足为E,当最小时,则的值为 .
9.如图,△ABC中.三个内角,,的度数之比为,点为上一个定点.点,分别是,上的两个动点(不与点,,重合),则 °;当的周长最小时, °.
10.如图,△ABC是等边三角形,矩形的顶点在边上,且,,连接、、,若将矩形绕点旋转一周,当最小时,则 .
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重难点05 选填压轴题最值问题综合训练
中考数学中《选填压轴最值问题综合训练》部分主要考向分为八类:
一、将军饮马问题(单动点问题)
二、将军饮马+垂线段最短(双动点问题)
三、周长最小问题
四、线段差值最大问题
五、隐圆问题
六、阿氏圆问题
七、胡不归问题
八、函数中最值问题
最值问题常常出现在四川中考数学试卷的选填压轴题中,难度偏上,很多考生遇到此类问题都无从下手,本小节内容主要总结了中考中常考的几种最值问题进行具体分析,帮助广大考生解决此类问题。
考向一:“将军饮马”问题(单动点问题)
“将军饮马”模型(单动点问题):在直线m上找一点P,使PA+PB的值最小
(1)当点A、B在直线m的两侧时,如图1所示
作法:如图2所示,直接连接A、B两点,与直线m的交点即为点P;
(2)当点A、B在直线m的同侧时,如图3所示
作法:如图4所示
①作点A关于直线m的对称点点C;
②连接BC与直线m相交于点P,P即为所求,此时PA+PB=PC+PB=BC;
1.如图,正方形的对角线交于点O,点E是直线上一动点.若,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:如图所示,作点A关于直线BC的对称点,连接,其与BC的交点即为点E,再作交AB于点F,
∵A与关于BC对称,
∴,,当且仅当,O,E在同一条线上的时候和最小,如图所示,此时,
∵正方形,点O为对角线的交点,
∴,
∵对称,
∴,
∴,
在中,,
故选:D.
2.如图,在中,,,,点为直线上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,作关于直线的对称点,连接交于,则,,,
∴当重合时,最小,最小值为,
∵,,在中,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
故答案为:
3.如图,在平面直角坐标系中,已知,,过点作轴的垂线,为直线上一动点,连接,,则的最小值为 .
【答案】5
【详解】解:取点A关于直线的对称点,连交直线于点C,连,
则可知,,
∴,
即当三点共线时,的最小值为,
∵直线垂直于y轴,
∴轴,
∵,,
∴,
∴在中,
,
故答案为:5
4.如图,点为矩形的对角线上一动点,点为的中点,连接,,若,,则的最小值为 .
【答案】6
【详解】解:如图,作点B关于AC的对称点,交AC于点F,连接交AC于点P,则的最小值为的长度;
∵AC是矩形的对角线,
∴AB=CD=4,∠ABC=90°,
在直角△ABC中,,,
∴,
∴,
由对称的性质,得,,
∴,
∴
∵,,
∴△BEF是等边三角形,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴的最小值为6;
5.如图,△ABC中,,点分别是的中点,在上找一点,连接,当最小时,这个最小值是 .
【答案】
【详解】解:已知,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∵点是中点,
∴,
∴点关于的对称点为点,
如图,连接,当点三点共线时,就是的最小值,
∵在中,,点分别是的中点,
∴,
∴,
∴的最小值是,
故答案为:.
6.如图,在正方形中,,是上的一点,且,是上的动点,且,,连接,当的值最小时,的长为 .
【答案】
【详解】解:过点作于,则四边形是矩形,
∵四边形是正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∴,
设,则,
∴,
欲求的最小值,相当于在轴上寻找一点,使得点到,的距离和最小,
如图,作点关于轴的对称点,连接交轴于,连接,此时的值最小,
设直线的解析式为,
∵,,
,
解得,
∴直线的解析式为,
∴,
∴时,的值最小,
∵定值,
∴当时,的值最小.
故答案为:.
7.如图,在四边形中,,,,,若为边上一动点,且,连接,当最小时,的长是 .
【答案】
【详解】解:∵,,
设,则
∴
∴
设,则
如图所示,过点作交于点,
∴
∴,
∴,
∵
∴,即
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴的长为轴上一点到的最小值,
如图所示,
在坐标系中取点,,作关于轴的对称点,连接,交轴于点,则
设直线的解析式为
∴
解得:
∴直线的解析式为
当时,,即
∴当时,取得最小值,
即
故答案为:.
8.在平面直角坐标系内,在函数上,在函数上,为轴上一动点,值最小时,点的坐标为 .
【答案】
【详解】解:∵在函数上,
∴,
∴点;
∵在函数上,
∴,
∴点,
∴点关于x轴的对称点坐标为,连接交x轴于点P,此时的交点P就是值最小时的位置,
设直线的解析式,根据题意,得
,
解得,
故解析式为,
当得,
解得.
故点,
9.如图,在△ABC中,,垂足为,,为直线上方的一个动点,的面积等于△ABC面积的一半,则当最小时,的度数为 .
【答案】
【详解】解:的面积等于△ABC面积的一半,
在的垂直平分线上,
如图,作关于的垂直平分线的对称点,连接,,则,
由对称的性质可知,,
∴,此时最小,
,,
∴,
是等腰直角三角形,
,
,
,
故答案为:.
10.如图,△ABC是等边三角形, 是边上的高,是的中点,是上的一个动点,当 的和最小时, .
【答案】/度
【详解】解:如图,连接,与交于点,
∵是等边三角形, 是边上的高,
∴,,即垂直平分,
∴,
,
∴此时最小,即就是的最小值,
是等边三角形,
,
,,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
考向二:将军饮马+垂线段最短(双动点问题)
点B在直线n上运动,在直线m上找一点P,使PA+PB的值最小
(1)两点在直线两侧时,如图1所示
作法:过点A作直线n的垂线,分别与直线m、直线n交于点P、B;
(2)两点在直线同侧时,如图3所示
作法:如图4所示
①先做点A关于直线m的对称点C;
②过点C作直线n的垂线,垂直为点B,与直线m交于点P;
③此时点P、B即为所求;
1.如图,点N在等边△ABC的边上,,射线,垂足为B,P是射线上一动点,M是线段上一动点,当的值最小时,,则的长为 .
【答案】10
【详解】解:作点N关于的对称点E,过E作于,交于,连接,
,
,
,
则当E、P、M三点共线,且和M重合时,的值最小,
在等边△ABC中,有,,
,
设,
则:,
解得:,
,
故答案为:
2.如图,在正方形中,,点是边的中点,是对角线上的动点(点在点的上方),且,连接.当的值最小时,的面积是 .
【答案】1
【详解】解:如图,取的中点,连接,取的中点,连接,
∵点是边的中点,
是的中位线,
.
在正方形中,,
,
,
∴
∴四边形是平行四边形,
,
.
连接,交于点,则当点位于点处时,的值最小,即的值最小.
将此时的点记为点,由正方形的对称性可知.
∴.
又,
则的面积为.
故答案为:1.
3.如图,等边△ABC的边长为5,点E在上,,射线,垂足为点C,点P是射线上一动点,点F是线段上一动点,当的值最小时,的长为 .
【答案】
【详解】解:作E点关于的对称点,连接,
∴,
∴,
∴当三点共线,且时,此时的值最小,即的值最小,
∵△ABC是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵等边△ABC的边长为5,
∴
∵点E在上,,E点关于的对称点,
∴
∴,
∴,
故答案为:.
4.如图,点在等边△ABC的边上,,射线,垂足为,是射线上一动点,是线段上一动点,当的值最小时,,则的长为 .
【答案】
【详解】解:如图,作点关于的对称点,连接,,
,
则,,
∴,
∴的值最小为的值,且,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
5.如图,已知,,平分与交于点,分别在线段、上的动点,连接,当最小时,画出的位置.已知△ABC的面积为,,求的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图: 作于点, 连接, 作于点,交于点,则点、就是所求作的点.
∵平分与交于点, ,
∴由作图可知: ,
∴与关于直线对称, 即点与点关于直线对称,
∵作于点, 交于点,
∴是点到的最短距离,
∴,
作于点,
则,
在与中,
,
,
∴,即.
∴点、、三点共线, ,
∵的面积为
,
,
即:的最小值为,
故答案为:.
6.如图,在中,,点D是边上的定点,,点E、点P分别是边上的动点,当的值最小时,,则 .
【答案】8
【详解】解:作点关于的对称点,连接,
则:,
∴,
∴三点共线时,的值最小,为的长,
∵点E是边上的动点,
∴当时,最小,
∵的值最小时,,,
∴,即:,
∴,
∴,
∴.
故答案为:8.
7.如图,在中,,,点D在上,,点P、E分别是、上动点,当的值最小时,,则的长为 .
【答案】9
【详解】解:作点D关于直线的对称点F,过F作于E,交于P,
则此时的值最小,
,,
,
,
点D关于直线的对称点F, ,
,
,
,
故答案为:9.
8.如图,在等腰△ABC中,顶角,点为边上一点,,分别为边和上两动点,当的值最小时,的大小是 .
【答案】/138度
【详解】解:过点B作并延长,交过点A作于点Q,如图所示:
∵是等腰三角形,且顶角,
∴,,,
∵,
∴,
∴,
作点E关于的对称点M,则点M在上,连接,要使的值最小,则需满足点M、D、F三点共线,且,此时点M与点H,点F与点N重合,则点E与点G重合,如图所示,
∴,
∴,
∴;
故答案为.
考向三:对称问题中周长最短问题
(1)周长最短问题之三角形
在线m、n上分别求点M、N,使得△PMN的周长最小,如图1所示
作法:如图2所示
①过点P,分别作直线n、直线m的对称点B、A;
②连接AB,分别与直线m、直线n交于点M、点N;
③此时PM+MN+NP=BM+MN+NA=AB。
(2)周长最短问题之四边形
在线m、n上分别求点M、N,使得四边形PQMN的周长最小,如图3所示
作法:如图4所示
①过点P,Q分别作直线n、直线m的对称点B、A;
②连接AB,分别与直线m、直线n交于点M、点N;
③此时PM+MN+QN+QP=BM+MN+NA+PQ=AB+PQ。
1.如图,点P在内,,的垂线相交于点P,E、F分别是上的动点,连接,当的周长最小时,的度数为 .
【答案】120
【详解】解:如图,作点O关于的对称点,连接,作点O关于的对称点,连接,
则,,
的周长,
即点E和点F在线段上时,的周长最小,如图:
,,
,,
,
∴
故答案为:.
2.如图,一次函数的图象与x轴、y轴分别交于点A、B,点是x轴上一点,点E、F分别为直线,y轴上的两个动点,当周长最小时,点E的坐标为 .
【答案】
【详解】解:∵,
∴当时,,当时,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
过点作轴,且,连接,交于点,作点关于轴的对称点,连接,,则:,,,
∵,
∴,
∵,
∴,即:,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴的周长,
∴当四点共线时,的周长最小为的长,
设的解析式为:,
则:,解得:,
∴,
联立,解得:,
∴,
故答案为:.
3.如图,在四边形中,,,M,N分别是边, 上的动点,当的周长最小时,的大小是 °
【答案】
【详解】解:作点C关于的对称点,作点C关于的对称点,连接,分别交于点N,交于点M,连接;
∵点C和点关于的对称,点C和点关于的对称,
∴,
的周长=
∴点,点,点M,点N四点共线时,的周长最小,
∵在四边形中,
∴,
∴在中,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:
4.如图,在四边形中,,,点M,N分别是,上两个动点,当的周长最小时,的度数为 .
【答案】
【详解】解:作点关于的对称点,关于的对称点,则:.
∵的周长,
∴当四点共线时,的周长最短,
连接与的交点即为所求的点、,如图:
∵,
∴三点共线,三点共线,
,
由轴对称的性质得:
故答案为:.
5.如图,,M为内部一定点且,E、F分别为、边上的动点,当周长最小时,的度数为 .
【答案】
【详解】解:如图,作点关于的对称点,点关于的对称点,连接交于,交于,连接、、、,
,
由对称的性质可得:,,,,,
由两点之间线段最短可得,此时周长最小,为,
∴,,,
∴为等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:
6.如图,在五边形中,∠BAE=140°,,在边上分别找一点M,N,连接,则当的周长最小时,求的值是 .
【答案】/80度
【详解】解:作点关于的对称点,关于的对称点,连接,,,,
,,
,
当的周长最小时,不等式取等号,即周长为,
,
、、共线,、、共线,
,,
,
,
,
,
故答案为:.
7.如图,已知正方形边长为4,点为边上一点,,点为对角线上一点,当△APE周长最短时,则的长 .
【答案】
【详解】解:如图,连接、,连接交于,
,
∵四边形为正方形,
∴垂直平分,,,,
∴,,
∴,
∴△APE的周长,
当、、在同一直线上时,的值最小,为,此时交于,
作于,则为等腰直角三角形,,
∴,,
∴,即,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴当周长最短时,则的长为,
故答案为:.
8.如图,在平面直角坐标系中,,为边上一动点,为边上一动点,点的坐标为.当的周长最小时,点到直线的距离为,则的周长的最小值为 .
【答案】
【详解】解: ∵点的坐标为,
∴,,
如图,作点关于的对称点,点关于的对称点,连接交于,交于,连接、,
,
由轴对称的性质可得:,,,,
∴,此时的周长,为最小值,
作于,
∵当的周长最小时,点到直线的距离为,
∴,
∴,,
∴,
∴的周长的最小值为,
故答案为:.
考向四:线段差值最大问题
求两点段差值最大问题(核心点:三角形的任意两边之差小于第三边)
在一条直线上,求一点P,使PA与PB的差最大;
(1)点A、B在直线的同侧
作法:延长AB交直线m与点P,根据三角形两边之差小于第三边,PA-PB≤AB,所以PA-PB的最大值为AB。
(2)点A、B在直线m的异侧
作法:如图4所示,作点B关于直线m的对称点B1,连接AB1并延长与直线m的交点为P1,此时B1P1=P1B,PA-PB的最大值为AB1
1.如图,已知点,点P在直线上,当最大时,点P坐标为 ;此时
【答案】
【详解】解:作A关于直线对称点C,
∴,,
∵,
∴C的坐标为;
连接并延长,交直线于P点,此时,取得最大值,
设直线的解析式为,
把、代入得,
解得,
∴直线的方程为,
联立,
解得:;
∴P点的坐标为;
这个最小值,
故答案为:;.
2.如图,已知二次函数的图象与x轴交于A、B(点B在点A的右侧)两点,顶点为C,点P是y轴上一点,且使得最大,则P点的坐标为 .
【答案】
【详解】解:由题意可知:A、B、的坐标分别为、,
∴对称轴直线为:
∴顶点C的坐标为,
如图,当P、C、B不在同一条直线上,根据三角形的三边关系有:,
∴当P、C、B在同一条直线上,,即此时有最大值.
设的解析式为,
则,
解得:
∴的解析式为:,
当时,则,
则点P的坐标为
故答案为.
3.如图,在平面直角坐标系中,点,点,点为轴上一点,连接,将绕点逆时针旋转得,连接,得到等腰直角△ABC,且为直角,连接,请写出当最大时点的坐标为 .
【答案】
【详解】解:如图,过轴于点,过作轴于点,作点关于对称点,连接交于点,
∴,
由旋转性质可知:,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵点,
∴,
则点在上运动,
∴的纵坐标为,
∴,
∵,
∴当三点共线时有最大值,即有最大值,
设直线解析式为,
∴,解得:,
∴直线解析式为,
当时,,
解得:,
∴,
故答案为:.
4.如图,△ABC为等腰直角三角形,在△ABC的内部,,为射线上一点,当最大时,的度数是 .
【答案】/117度
【详解】解:如图,作点A关于直线的对称点,连接并延长交于点,交于点D,则点就是使的值最大的点,,连接,
为等腰直角三角形,
,,
∵
,
,
,
,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
故答案为:.
考向五:隐圆问题
(1)题型分析:当题目出现共端点、等线段时,可以构建辅助圆进行求解。如图所示OA=OB=OC,则A、B、C在以O为圆心,OA为半径的圆上。
(2)题型分析:在△ABC中,∠C=90°,点C为动点,则点C的轨迹为以AB为直径的圆上(A、B除外)。通过构造辅助圆,把动态问题转换为圆的性质问题。
(3)四点公圆模型(详情请参考本专辑重难点03 辅助圆中常见的几何模型综合训练)
1.如图,矩形中,,点E在上,且,点F在边上运动,以线段为斜边在点B的异侧作以为直角的,使得,连接,当最小时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵,
∴点四点共圆,
∴,,
∴点在直线上运动,
当时,最小,此时,
∵,
设,则,
∴,
过作交于点,
则,
∴,
设,则,,
∵,
,
∴(舍)或,
,
故选:B.
2.如图,正方形的边长为4,E是边的中点,F是边上一动点,连接,将沿翻折得到,连接.当的长最小时,的长为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】解:∵正方形的边长为,
∴,
∵点E是边的中点,
∴,
∴,
∵将沿翻折得到,
∴ ,
∴点G在以B为圆心,4为半径的圆上运动,
∴当点三点共线时,最小,
连接,设,
∵
∴
解得,
故选:D.
3.如图,在中,、,,点P是△ABC内部的一个动点,连接,且满足,过点P作交于点D.
(1) ;
(2)当线段最短时,的面积为 .
【答案】 /90度
【详解】解:由题意知,,
∵,
∴,
∴,
∴点在以为直径的圆上运动,
如图,记的中点为,连接,交于,此时线段最短,
由题意知,,
由勾股定理得,,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
解得,,
∴,
故答案为:,.
4.如图,在等边△ABC中,点为边上一动点,点为上一点,且满足,连接,,当线段的长度最小时,的值为 .
【答案】
【详解】解:∵ △ABC为等边三角形,
∴,
∵,
∴
∴,
∵,
∴,
∴,
作的垂直平分线,作,与垂直平分线交于点O,
则点F的运动轨迹是以O为圆心,以为半径的圆的三角形内部的一段弧,
连接与弧交于点H,
当F与点H重合时,最小,
∵,
∴直线是线段的垂直平分线,设二线的交点为Q,
则,
设,则,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
5.如图,五边形,已知,,,,,,求出最小时四边形面积的最大值为 .
【答案】
【详解】解:过点F作的垂线,垂足为P,
令,
∵,
∴,
∴.
又∵,
∴,
则.
在中,
.
在中,
,
∴当时,取得最小值9,即的最小值为3.
则,,
∴,.
连接,
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
又∵,,
∴四边形是平行四边形,
∴,.
∵,
∴,
∴,.
在中,,
∴,
同理可得,.
∴.
∵,,
∴以为斜边构造等腰直角三角形,
如图所示,点N在以点O为圆心的圆上,
∵,
∴.
在中,.
当点N在点处时,的面积取得最大值,
此时.
∴四边形面积的最大值为:.
故答案为:.
6.如图,正方形的边长为8,点是边的中点,点是边上一动点,连接,将沿翻折得到,连接.当最小时,的长是 .
【答案】/
【详解】解:∵正方形的边长为8,
∴,,
∵将沿翻折得到,
∴,
∴点F在以B为圆心,8为半径的圆上运动,
∴当点G、F、A三点共线时,最小,如图,连接
∵点G是边的中点,
∴,
由勾股定理得, ,
∵
∴
∴
解得.
故答案为:.
7.如图,在矩形中,,,点F在边上运动,以线段为斜边作,其中点M与点A位于两侧,.连接,当最小时, .
【答案】
【详解】解:连接,设,则,
∵,
∴,
∵矩形和,
∴,
∴四点共圆,
∵,
∴,
当时,最小,此时,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
8.如图,△ABC中,,,D是上一动点,于点E,连接.当的长度最短时,的值是 .
【答案】
【详解】解:设的中点为O,以点O为圆心,以为直径作圆,连接交于M,连接,作直线交于F,过点O作于H,过点B作于N,如图所示:
则,
∵D是上一动点,于点E,
∴,
∴当点D在上运动时,点E在上运动,
根据点与圆的位置关系可知:当点E与点M重合时,为最短,
此时,
设的半径为a,则,
设,
∵,
∴,
又∵点O为的中点,
∴为的中位线,
∴,
在中,,
由勾股定理得: ,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
由,得:,
∴,
∵,
∴由,得:,
整理得:,
∴,
在中,,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
故答案为:.
9.综合与实践课上,同学们以“矩形折纸”为主题开展了数学活动.小明同学准备了一张长方形纸片,,,他在边上取中点N,又在边上任取一点M,再将沿折叠得到,连接.达到最小值时,求 .
【答案】/
【详解】解:将沿折叠得到,
,
点为的中点,,
,
当点在边上运动时,点在以为圆心,为半径的圆弧上运动,
连接,在中, ,
共线时,的值最小,如图,
最小为;
,
设,
,,
在直角三角形中,
由勾股定理得:,
,
解得:,
即,
故答案为:.
10.如图,点,的坐标分别为,,点为坐标平面内一点,,点为线段的中点,连接,则的最大值为 .
【答案】
【详解】解:如图,取的中点,,连接,延长交于点,连接,取的中点,连接,
,
∵点为坐标平面内一点,,
∴,
∴在为直径的圆上运动,
∴当点与点重合时,最长,即为,
∵,,为的中点,点为线段的中点,
∴当最大时,即最大,而、、三点共线时,当在的延长线上时,最大值即为的值,
∴,,
∴,
∴,
∴点与点重合时,最大,最大值为,
故答案为:.
11.如图,在△ABC中,,D是平面内一点,,连接、E为的中点,连接,则的最小值为 ,最大值为 .
【答案】 2 3
【详解】解:如图,取的中点,连接,
∵为的中点,,
∴,
∴在以为圆心,为半径的上运动,
连接交于,则为最小,为最长,
∵,
∴,
∴,
∵为中点,
∴,
∴,,
∴的最小值为2,最大值为3;
故答案为:2,3
考向六:阿氏圆问题
点P在直线上运动和点在圆上运动,其中点P在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题(本小节会详细阐述);点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。
【模型由来】“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,已知平面上两点4、B,则所有满足PA=K•PB(k≠1)的点P的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”
【模型建立】
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,连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?
【模型解读】最早见“PA+PB”型问题应该是在“将军饮马”问题中,而本题多了一个“k“,故如何确定“k·PB”的大小是关键,如图2,在线段 OB上截取 OC使 OC=k・r,则可说明△BPO与△PCO相似,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4、P、C三点共线时,PA+PC”值最小如图3
1.如图,在中,,,,以为圆心,为半径作,为上一动点,连接、,则的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【详解】解:如图,在上截取,使得,连接,,.
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵ ,
在中,,,,
∴,
∴,
∴的最小值为.
故选:C.
2.如图,在中,,,,、分别是边上的动点,连接,过点作交于点,垂足为,连接,则的最小值是( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【详解】解:∵,
∴,
∴点G在以为直径的圆上运动,
过B作,作于H,
∵,
在中,,
∴,
∴,
∴当G、F、H共线时,最小,
∴过O作于M,
在中,,
∴,
∴,
作于K,得,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴
∴最小值为,
∴最小值为.
故选:A.
3.如图,等边三角形边长为,圆O是△ABC的内切圆,P是圆O上一动点,连接、,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,连接,记与的切点为,连接,则,作,连接,过作于,
∵等边三角形边长为,圆O是的内切圆,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
当三点共线时,,此时最小,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴;
∴的最小值为:;
故答案为:
4.如图,矩形中,,,点E是的中点,点F是边上一动点.将沿着翻折,使得点B落在点处,若点P是矩形内一动点,连接、、,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:将绕点顺时针旋转得到,
连接,连接,
则,,共线,,
,
,
点是的中点,
,
,
,
由折叠成,
,
点在以点为圆心,为半径的圆上,
,
两点间线段最短,
,
即
,
,
则的最小值为.
故答案为:.
5.如图,在平面直角坐标系中,,,,点为以为半径的圆上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,取中点,连接,,,
∵,,
∴,,
∴,即有,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
6.如图,边长为2的正方形中,E、F分别为上的动点,,连接交于点P,则的最小值为 .
【答案】2
【详解】解:∵正方形,
∴,,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
如图,记的中点为,则在以为圆心,为直径的圆上,
如图,连接,
由勾股定理得,,
如图,在上取点使,则,连接,,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
∴当三点共线时,的值最小,为,
如图,作于,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
解得,
∴,
由勾股定理得,,
由勾股定理得,,
故答案为:2.
7.如图,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点,,以点为圆心,画半径为的圆,点为上一个动点,请求出的最小值.
【答案】
【详解】解:令,即,
解得:,,
即,,
当时,,
∴;
如图,在上取点,使,连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴当点、、三点共线时,的值最小,即为线段的长,
∵,,
∴,
∴的最小值为.
考向七:“胡不归”模型求最值
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?..”(“胡”同“何”)
而如果先沿着驿道C先走一段,再走砂石地会不会更早些到家?
【模型建立】如图2所以,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.
,记,即求BC+k•AC的最小值。
【解决问题】构造射线AD使得sin∠DAN=k,即=k,CH=kAC
将问题转化为求BC+CH最小值,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.
1.如图所示,在△ABC中,,M为线段上一定点,P为线段上一动点.当点P在运动的过程中,满足的值最小时,的大小等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图所示,构造胡不归模型:
过点A作,过点P作,交于于点,
∵,,
∴,
∴,
仅当点M,P,N三点共线,且时,的值最小,即为线段,
的值最小时为线段,
此时,,
∴.
故选:A.
2.如图,在矩形中,,,点P是对角线上的动点,连接,则的最小值为( )
A. B.6 C. D.4
【答案】B
【详解】解:过点A作,过点D作于点M,交于点P,
∵在矩形中,,,
∴,
∴, 则,
∴,
∴
,
.
即的最小值为6.
故选B.
3.如图,在△ABC中,,,为边上的一个动点(不与、重合),连接,则的最小值是( )
A. B. C. D.2
【答案】B
【详解】如图,以为斜边向△ABC外作等腰直角三角形,
∵
∴
∴当在同一直线上时,
取得最小值.
在中,∠D=90°,,,
∴
∴.
故选:B
4.在矩形中,,,M是上的动点,当最小时,的值是
【答案】
【详解】解:以为原点,为轴,为轴建立直角坐标系,
则
设,
则
当时,最小,此时.
故答案为:.
5.在平面直角坐标系中,已知坐标轴上的两点,,试在轴上找一点,使值最小,此时点 的坐标是 .
【答案】
【详解】解:如图,作,过点作于点,交轴于点,则,
∴,为等腰直角三角形,
∴,
∴,
由两点之间线段最短,可得此时的值最小,
∵,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
故答案为:.
6.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】
【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:.
7.如图,在矩形中,,,则对角线 ,点是上的动点,连接,则的最小值是 .
【答案】 4 3
【详解】解:过点作,过点作于点,交于点,
∵在矩形中,,,,
则,,
,
,
∵,
,
∵,,
,
∴,
,
∴当点三点共线时,,
此时最小,
∴的最小值是3.
故答案为:4;3.
8.如图,在平行四边形中,,,,在线段上取一点E,使,连接,点M,N分别是线段上的动点,连接,则的最小值为 .
【答案】/
【详解】解:如图,作于,于,于,则四边形是矩形,
∴,
∵平行四边形中,,,,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当三点共线且时,最小,为,
∵,
∴,
由勾股定理得,,
∴最小值为,
故答案为:.
考向八 函数中最值问题
二次函数中最值问题常结合几何图形进行考查
通用解题技巧
1.函数性质法:分析二次函数开口方向、顶点坐标,结合自变量取值范围确定最值。
2.数形结合法:对几何问题,先画图分析,再通过代数计算验证;对代数问题,结合函数图像判断极值点。
3.转化与化归:将复杂问题转化为基本模型,如将军饮马、阿氏圆等,或通过相似、对称简化变量关系。
4.分类讨论:当自变量有约束条件时(如区间限制),需分段讨论函数在不同区间的极值。
1.已知点,,,,二次函数的图象经过这四个点中的三个点,得到对应的函数解析式,当的值最小时,所对应的二次函数图象所经过的点为( )
A.点,点和点 B.点,点和点
C.点,点和点 D.点,点和点
【答案】D
【详解】解:四个点在直角坐标系中大致位置如图:
∵,,在一条直线上,
∴必选,,,中选择2个点,故排除选项A,
根据坐标位置可发现,过,,三点时开口向上,此时,故排除选项B,
过,,和,,三点时开口向下,此时,
∵当时,开口小的那个a更小,
由图可知,过,,三点的二次函数的开口更小,
∴过,,三点的二次函数的a最小,
故选:D.
2.如图,抛物线与y轴交于点A,与x轴交于点B,E,线段在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且.当的值最小时,点C的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:令,
解得:,
,
,
,
,
如图,将点沿轴向下平移个单位,得到点,连接,,,
点沿轴向下平移个单位得到点,
,
,
,
抛物线的对称轴轴,且线段在抛物线的对称轴上,线段在轴上,
,
四边形是平行四边形,
,
抛物线是轴对称图形,
,
,
当、、三点共线,即点是直线与抛物线对称轴的交点时,的值最小,
在抛物线中,
令,则,
,
由平移的性质可得:点的纵坐标,
,
设直线的解析式为,
将,代入,得:
,
解得:,
直线的解析式为,
在抛物线中,其对称轴为直线,
要使的值最小,则点的坐标应满足,
解得:,
,
故选:C.
3.如图,抛物线与轴交于点,与轴交于点,线段在抛物线的对称轴上移动(点在点下方),且.当四边形的周长最小时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,将点沿轴向下平移3个单位,得到点,设点是抛物线与轴的另一个交点,连接,,,
由题意得:,
而,则,
抛物线的对称轴平行于轴,
且线段在抛物线的对称轴上,线段在轴上,
,
四边形是平行四边形,
,
抛物线是轴对称图形,
,
,
当、、三点共线,即点是直线与抛物线对称轴的交点时,的值最小,
∵四边形的周长,且都是定长,
∴的值最小时,即四边形的周长最小,
则在抛物线中,令,则,
,
令,则,
解得:或,
,,
由平移的性质可得:
点的纵坐标,
,
设直线的解析式为,
将,代入,得:
,
解得:,
直线的解析式为,
在抛物线中,其对称轴为直线,
要使的值最小,则点的坐标应满足,
解得:,
,
∵点在点下方,且.
∴
故选:B.
4.如图,抛物线过点,与x轴的正半轴交于点B,与y轴交于点C,连接AC,BC,点D是第四象限内抛物线上的一点,连接AD,CD,AD交BC于点P.当的值最小时,点D的坐标为 .
【答案】
【详解】解:∵抛物线过点,代入抛物线得:
∴,解得:.
∴抛物线的函数表达式为;
当时,;当时,解得或6,
∴;
设直线的解析式为,代入得:
,解得:,
∴直线的函数表达式为;
如图:过点A作x轴的平行线交的延长线于点E,过点D作交的延长线于点F,即,
∵和等高,
∴,
∵轴,
∴,代入直线的函数表达式得:
,解得:,
∴,
∴为定值.
∴要使的值最小,则的长最大.
设直线的函数表达式为,,则,
∴直线的函数表达式为,
令,则,
∴,
∴当时,的长最大,的值最小,此时点D的坐标为.
故答案为:.
5.如图,在平面直角坐标系中,点,中,,,则点的坐标为 ;若点,分别是的边,上的动点,且,当的值最小时,点的坐标为 .
【答案】
【详解】解:作轴于点D,则,
∵点,中,,,
∴
∴
∵,
∴,解得,
∴,
∴点D的坐标是,
∴点B的坐标是,
将线段绕点A逆时针旋转得到线段,作轴于点H,则,
∵
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴点C的坐标为,
连接交于点P,连接,
设直线的函数解析式为,
则,解得,
∴,
设直线的解析式为,
,
解得,
∴直线的解析式为,
联立得到,解得,
∴点P的坐标为,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴当点E与点P重合时,取得最小值,
∴当的值最小时,点的坐标为,
故答案为:,
6.在平面直角坐标系中,四个点坐标依次为,,,,点为线段上一动点,点为线段上一动点,点为轴上一动点.当三点运动到最短时,点的坐标是 .
【答案】
【详解】解:如下图,作线段关于轴的对称线段,且点关于的对称点为点,
则,,,
∴,
过点作的平行线,由图可知线段在直线上方,
故当点与点重合,点在同一直线上,且时,取最小值,即取最小值,
设直线交轴于点,延长交轴于点,过点作轴于点,过点作轴于点,
设直线的解析式为,
将点,代入,
可得,解得,
∴直线的解析式为,
令,可得,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵轴,,
∴,,,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
7.如图,抛物线上的点A,C坐标分别为,,抛物线与x轴负半轴交于点B,点M为y轴负半轴上一点,且.
将抛物线沿x轴的负方向平移得到新抛物线,点A的对应点为点,点C的对应点为点,在抛物线平移过程中,当的值最小时,新抛物线的顶点坐标为 ,的最小值为 .
【答案】
【详解】解:设抛物线沿轴的负方向平移个单位长度得到新抛物线,
将点向右平移个单位长度得到点,作出图形如下:
由平移的性质可知,,,
的值最小就是最小值,
显然点在直线上运动,
作出点关于直线对称的对称点,连接交直线于点,连接,则此时取得最小值,即为的长度,
点关于直线对称的对称的点是点,,
,
,
设直线的解析式是:,
由,的坐标得,直线的解析式是:,
令,解得:,
,
平移的距离是,
又,
平移前的抛物线的顶点坐标是,
新抛物线的顶点坐标为,
故答案为:,.
8.如图,已知抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点P是抛物线第一象限上的一点,连接,交于点E,D是上一点且.当的值最小时,P点的坐标为 .
【答案】
【详解】解:∵,
∴当时,,当时,,解得:,
∴,,,
∴,,
过点作轴,使,
则:,轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴当三点共线时,的值最小,此时与抛物线的交点即为点,
设直线的解析式为:,则:,
解得:,
∴,
联立,解得:或(舍去)
∴;
故答案为:.
9. 与x轴最多有一个交点,则的最小值为 .
【答案】3
【详解】解: 抛物线与轴最多有一个交点,且抛物线开口向上,
抛物线的顶点坐标在轴上方或在轴上,
当时,,
,
,
即
,
,
的最小值为3,
故答案为:3.
10.已知二次函数的图象与轴最多有一个公共点,若的最小值为,则的值为 .
【答案】
【详解】解:∵二次函数的图象与轴最多有一个公共点,
∴,
解得:,
由,
当时,则时,取最小值,
∴,解得;
当时,则时,取最小值,
∴,解得,舍去;
当时,则时,取最小值,
∴, 无实数根;
故答案为:.
11.已知函数,设实数,,满足,,当取,,时,对应的函数值分别为,,.当的值最小时,则 .
【答案】3
【详解】设实数,,满足,,
∴,
∴,
∴
,
∴当时,取得最小值,
故答案为:3.
12.如图,线段,点是线段上的动点,将线段绕点逆时针旋转得到线段,连接,在上方作Rt△DCE,使,,点为的中点,连接,当最小时,的长为 .
【答案】3
【详解】解:连接,过点作于点,
,点为的中点,
,
,
,,,
,
将线段绕点逆时针旋转得到线段,
,,
,
,
,,
,
,,
,
设,则,,,
由勾股定理得:.
当时,有最小值为,
当最小时,的长为3,
故答案为:3.
(建议用时:60分钟)
1.如图,在中,,,点在边上,且,点,分别是边,上的动点,当最小时,,则长为( )
A.10 B.12 C.14 D.16
【答案】D
【详解】解:如图所示,作点关于的对称点,作于M,交于P,,此时最小,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故选:D.
2.如图,等边△ABC中,点D,E分别是边的中点,点是AD上的一个动点,当最小时,的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:等边△ABC中,点,分别是、的中点,如图,连接,与交于点,
,,,
,
,
即长就是的最小值,
是等边三角形,,
,
,
,
,
,
故答案为:D.
3.如图,已知,点分别是射线上的定点,为射线上的一动点,为射线上一动点,当的值最小时,的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:作N点关于的对称点D,P点关于的对称点E,连接与、分别交于点M、点Q,连接、,
∴,此时的值最小,
由对称性可知,,,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∴.
故选:A.
4.如图,在△ABC中,,平分,为线段上一动点,为边上一动点,当的值最小时,的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】解:在上截取,连接,如图所示:
平分,
,
在和中,
,
,
,,
,
垂线段最短,
当点、、在同一直线上,且时,的值最小,即的值最小,
当点、、在同一直线上,且时,,
,
,
,
,
故选:.
5.如图,矩形ABCD中,∠BAC=60°,点E在AB上,且BE:AB=1:3,点F在BC边上运动,以线段EF为斜边在点B的异侧作等腰直角三角形GEF,连接CG,当CG最小时,的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:如图1,取EF的中点O,连接OB,OG,作射线BG,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°
∵O是EF的中点,
∴OB=OE=OF
∵∠EGF=90°,O是EF的中点,
∴OG=OE=OF
∴OB=OG=OE=OF
∴B,E,G,在以O为圆心的圆上,
∴∠EBG=∠EFG,
∵∠EGF=90°, EG=FG,
∴∠GEF=∠GFE=45°
∴∠EBG=45°
∴BG平分∠ABC,
∴点G在∠ABC的平分线上,
当CG⊥BG时,CG最小,
此时,如图2,
∵BG平分∠ABC,
∴∠ABG=∠GBC=∠ABC=45°,
∵CG⊥BG
∴△BCG是以BC为斜边的等腰直角三角形,∠BGC=90°
∴BG=CG
∵∠EGF=∠BGC=90°
∴∠EGF-∠BGF=∠BGC-∠BGF,
∴∠EGB=∠FGC,
在△EGB和△FGC中,
∴△EGB≌△FGC(SAS),
∴BE=CF
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC
设AB=m
∵BE∶AB=1∶3
∴CF=BE=m,
在Rt△ABC中,∠BAC=60°,
∴∠ACB =30°
∴AC =2AB= 2m
∴BC= ,
∴AD=m,
∴
故选∶A.
6.如图,中,,,.点P为△ABC内一点,且满足.当的长度最小时,的周长是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】解:取的中点为圆心,以长为半径画圆,当、、三点共线时,的长度最小,如图所示:
点P为内一点,且满足.
,
,,
,
,
,
,
为的中点,
,
,
的周长是,
故选:A.
7.如图,已知直线分别交x轴、y轴于点B、A两点,,D、E分别为线段和线段上一动点,交y轴于点H,且.当的值最小时,则H点的坐标为
【答案】
【详解】解:令,则,
∴,
令,则,
解得:,
∴,
∵,
∴,
取点连接.
∵,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴的最小值为线段的长,
∴当B,E,F共线时,的值最小,
设直线的解析式为:,
把,代入,得,
解得:,
∴,
当,则,
∴,
∴当的值最小时,则H点的坐标为.
8.如图,中,动点P,Q分别从点A,C同时出发,均以每秒1个单位长度的速度沿向终点D,B运动,过点P,Q作直线l,过点B作直线l的垂线,垂足为E,当最小时,则的值为 .
【答案】
【详解】解:如图,连接,交于点O.
根据题意可得,又因,
根据平行线分线段成比例可得,交于点O.
∵为定长.
∴以为直径作,交于点H,则点E的轨迹为优弧.
∵为定角.
∴当最大时,最小.
∴与相切时,最大,最小.如图,点为切点.
∴.
又∵.
∴.
设,则.
在中,作,I为垂足,则,
∵,
∴
∴在中,
∴在中,,
∵在中, ,.
∴.
故答案为:.
9.如图,△ABC中.三个内角,,的度数之比为,点为上一个定点.点,分别是,上的两个动点(不与点,,重合),则 °;当的周长最小时, °.
【答案】 40
【详解】解:∵三个内角,,的度数之比为,
∴,
故答案为:40;
作点关于的对称点,点关于的对称点,连接交、于、,
、关于对称,、关于对称,
,,
当、、、四个点在同一直线上时,的周长最小,
的周长最小,
△ABC中,,,的度数之比为,
,
、关于对称,、关于对称,
,,,
,
,
,
,
故答案为:
10.如图,△ABC是等边三角形,矩形的顶点在边上,且,,连接、、,若将矩形绕点旋转一周,当最小时,则 .
【答案】
【详解】解:过点作于点,连接,
是等边三角形,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
四边形是矩形,
,,,
,
当且仅当、、三点共线时,取得最小值为,
,
在中,根据勾股定理,得
,
在中,根据勾股定理,得
,
,
在中,根据勾股定理,得
.
当最小时,则.
故答案为:.
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