内容正文:
猜押09 函数和几何中最值问题
猜押考点
3年成都真题
考情分析
押题依据
函数中最值问题(填空压轴)
2024年成都卷A卷第13题。
从最近三年的成都中考数学试卷中分析,最值问题时长出现在A卷或B卷的填空压轴题位置,主要考查函数最值问题和几何最值问题,常常结合相似三角形、动点问题以及特殊四边形的判定等进行考查。
分析近三年成都数学中考试卷,有2年都出现了最值问题,所以在2025年的成都中考试卷中出现的概率还是非常大的,最值问题一直是初中数学中的重难点。此题型综合性强,难度大,考查学生综合知识运用的能力。
几何中最值问题(选填压轴)
2022年成都卷B卷第23题
题型一:函数中的最值问题(选填压轴)★★★
1.(2024·四川成都·二模)如图,在正方形,点,在射线上,,则最大值是 .
2.(2024·四川成都·二模)在平面直角坐标系中,直线与反比例函数的图象交于,两点,与轴交于点.点,点在平面直角坐标系内且满足,连接,,,则的最小值为 .
3.(2023·四川成都·二模)在平面直角坐标系中,抛物线的图象如图所示,对任意的,称W为a到b时y的值的“极差”(即时y的最大值与最小值的差),L为a到b时x的值的“极宽”(即b与a的差值),则当时,W的取值范围是 .
4.(2024·四川成都·一模)如图,二次函数的图象交轴于点(点在点的左侧),交轴于点.现有一长为的线段在直线上移动,且在移动过程中,线段上始终存在点,使得三条线段能与某个等腰三角形的三条边对应相等.若线段左端点的横坐标为,则的取值范围是 .
5.(2025·四川成都·一模)若二次函数 满足∶ 当时,,则称这个二次函数是上的“封闭二次函数”.已知是上的“封闭二次函数”,且图象过点和,则 ;若二次函数是上的“封闭二次函数”,其图象过点和,则a的取值范围是 .
6.(2024·四川成都·模拟预测)定义:若x,y满足,(k为常数),且,则称点为“优点”.若是“优点”,则 ;若抛物线上至少存在一个“优点”,则的取值范围为 .
7.(2024·四川成都·一模)如图,已知,直线l:经过点,点O关于直线l的对称点落在三角形内(不含边界),则b的取值范围是 .
8.(2024·四川成都·三模)在平面直角坐标系中给出以下定义:点,点,,,则我们称B是A的“跳跃点”.若二次函数的图象上恰有两个点的“跳跃点”在直线上,则a的取值范围为 .
9.(2024·四川成都·二模)若点的坐标满足其中,t为常数,则称点M为“好点”.若双曲线上存在“好点”,则k的取值范围是 .
10.(2023·四川成都·二模)新定义:对于三个数a、b、c,我们用表示这三个数中最大的数,如:.若直线与函数的图象有且只有2个交点,则b的取值范围为 .
11.(2024·四川成都·二模)利用数学公式处理原始数据是数据加密的一种有效方式.在平面直角坐标系中,定义一种坐标加密方式:将点变换得到点,则称点Q是点P的“加密点”.例如,点的“加密点”是点.已知点A在x轴的上方,且,若点A的“加密点”B在直线上,则m的取值范围是 .
12.(2023·四川成都·模拟预测)在平面直角坐标系中,对于点,我们称直线为点的相关直线.例如,点的相关直线为.已知点,点.点为直线上的动点.以为圆心,6为半径作圆.在点运动过程中,当点的相关直线与圆交于,两点时,的最小值为8,则的值为 .
13.(2023·四川成都·三模)在平面直角坐标系中,对于两点,,给出如下定义:以线段为边的等边三角形称为点,的“确定三角形”.如果点在以边长为的等边△ABC的边上,且轴,的中点为,点在直线上,若要使所有的,的“确定三角形”的周长都不小于,那么的取值范围为 .
题型二:几何最值中线段和最值问题★★★★★
(2023·四川成都·二模)2.(2024·四川成都·二模)如图,在边长为4的菱形中,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,则的最小值为 .
3.(2024·四川成都·二模)如图,在中,,是以为直径的圆,点D为上一点,连接,点E是的中点,连接,则的最小值是 .
4.(2024·四川成都·三模)如图,在正方形中,,点E在边上运动,连接,将绕点E顺时针旋转得到,连接,则的最小值为 .
5.(2024·四川成都·二模)如图,在菱形中,,,M,N分别是边的动点,满足,连接,E是边上的动点,F是上靠近C的四等分点,连接,当面积最小时,的最小值为 .
6.(2023·四川成都·二模)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 .
7.(2023·四川成都·模拟预测)如图,在四边形中,,,,,是边上的两个动点,,连接,,则 的最小值为 .
8.(2024·四川成都·一模)如图,矩形中,已知为边上一动点,将沿边翻折到.点与点重合.连接.则的最小值为 .
9.(2023·四川成都·一模)如图,在菱形中,点P为对角线上的动点(不与端点重合).过点P作于点M,于点N,连接,已知,,则的最小值等于 .
10.(2023·四川成都·模拟预测)如图所示,在边长为2的等边三角形中,为的中点,为的中点,过点作交于,交于,是线段上一个动点,连接,,则的周长的最小值是 .
11.(2024·四川成都·一模)如图,已知菱形的周长为8,面积为为的中点,若为对角线上一动点,记的最大值为,记的最小值为,则 .
12.(2022·四川成都·二模)如图所示,在四边形中,,,,,在上找一点,使的值最小,则的最小值为 .
13.(2023·四川成都·三模)如图所示,在四边形中,,,,,在上找一点P,使的值最小,则的最小值为 .
题型三:几何最值中线段的取值范围★★★
1.(2023·四川成都·模拟预测)如图,菱形中,,,点为上一点,连接,以为斜边作等腰直角三角形,,则的取值范围是 .
2.(2022·四川成都·一模)如图,在矩形中,,,动点P从点D出发,在边上以每秒1个单位的速度向点A运动,连接,作点D关于直线的对称点E,设点P的运动时间为.在动点P从点D到点A的整个运动过程中,有且只有一个时刻,使点E到直线的距离等于3,则所有这样的m的取值范围为 .
3.(2024·四川成都·二模)如图,正方形的边长为2,点是边上的动点,连接、,将绕点顺时针旋转得到,将绕点逆时针旋转得到,连接,则线段的取值范围为 .
4.(2024·四川成都·模拟预测)我国古代直至世纪六七十年代,民间航海主要依靠海图指引航行,海图上有详尽数据,包括岛屿,灯塔,暗礁,水深等,船长结合灯塔的位置,通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图,表示灯塔,暗礁分布在经过两点的一个圆形区域内,是有触礁危险的临界点,就是“危险角”,船与暗礁在的同侧,若,,,当船位于安全区域时,它与两个灯塔的夹角的取值范围是 .
5.(2024·四川成都·三模)如图,在矩形纸片中,,折叠纸片,使点A落在边上的点处,折痕交边于点,交边于点S,P为的中点,连接,则线段长度的取值范围是 .
题型四:几何最值中线段的最值问题★★★
1.(2023·四川成都·一模)如图,在正方形中,,点和分别为上的动点,且,以为底边在右侧构造等腰且满足,连接,则的最小值为 .
2.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在矩形中,,点E、F分别为线段上的动点,且,四边形关于直线对称后得到四边形,连接,则的最小值为 .
3.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在中,,,,于点,点是线段上一动点,以为直角边作,且,连接,则当时,的长为 ;点在运动过程中,的最小值为 .
4.(2024·四川成都·二模)如图,已知矩形中,,,点在边上,连接,沿折叠△BCF,点落在点处,连接,则长度的最小值为 .
5.(2024·四川成都·三模)如图,△ABC是等腰直角三角形,,若,是中点,则的最小值为 .
6.(2024·四川成都·三模)如图,,点 P在射线上,且,点 Q是射线 上一动点. 将沿折叠,点O落在平面内点 C处.点 D在射线上,且,则的最小值为 .
7.(2023·四川成都·一模)如图,四边形为矩形,对角线与相交于点,点在边上,连接,过做,垂足为,连接,若,,则的最小值为 .
8.(2024·四川成都·一模)如图,在四边形中,,,,若点M,点N分别在边和边上运动,且,连接,则的最小值为 .
9.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在△ABC中,,,按下列步骤作图:①以点为圆心,适当长为半径作弧,分别交,于点,;②分别以点,为圆心、大于的长为半径作弧,两弧在内交于点;③作射线,交于点,是线段上的一个动点.若,则的最小值是 .
题型五:几何最值中最大值问题★★★★
1.(2023·四川成都·二模)在等边△ABC中(其中),点P在边上运动,点Q在边上运动,且满足(点P,Q都不与B重合),以为底边在左侧做等腰三角形,使得.则四边形的面积的最大值是 .
2.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在菱形中,,.点E,F分别在边,上,沿折叠该菱形,使点A落在边上的点M处.当点M的位置变化时,的长的最大值为 .
3.(2024·四川成都·二模)如图,在矩形中,,为对角线,为的中点,过点作,与交于点,与交于点,为上一点(包含顶点,),则的最大值为 .
4.(2023·四川成都·一模)如图,点为等边△ABC的边上的一个动点,,过点作于点,交边于点,连接,则的面积最大值为 .
5.(2024·四川成都·三模)如图,在中,是斜边边上一点,且,分别过点、作、平行于,若,则与之间的最大距离为 .
6.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在正方形中,,E为边上的动点,连接,以为边作正方形,连接,,则面积的最大值为 .
7.(2024·四川成都·二模)在四边形中,,,,且,则四边形面积最大值为 .
8.(2022·四川成都·二模)如图,等腰中,是上一动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,连接,当的面积最大值时,的值是 .
题型六:圆中最值问题之“隐圆”问题★★★
1.(2023·四川成都·二模)如图,在中,,为边上的动点,过作于点,连接并延长交于点.当取得最小值时,则的长为( )
A. B. C. D.
2.(2024·四川成都·一模)如图,在正方形中,对角线与相交于点,点为边的中点,于点,,交的延长线于点,则的值为( )
A. B. C. D.
3.(2024·四川成都·二模)如图,在△ABC中, , .以为斜边作等腰直角,连接,则的最大值为 .
4.(2024·四川成都·三模)如图,在菱形中,,,点E为边上一动点,点F为中点,点G为上一点,满足,连接,则的最小值为 .
5.(2024·四川成都·二模)如图,为的直径,C为半圆上的一动点,以为边向外作等边(点D在直线的上方),连接.若的半径为2,则线段的最大值为 .
6.(2023·四川成都·一模)点P在平面内一动点,,,点M是上一点,且,连接,则的最小值为 .
7.(2023·四川成都·二模)如图,在矩形中,米,米.点P以每秒5米的速度沿折线运动,总有,垂足为Q.当取得最小值时,点P运动了 秒.
8.(2024·四川成都·模拟预测)如图,,在中,,,当点分别在射线上滑动时,连结,则的最大值为 .
9.(2024·四川成都·模拟预测)如图,是半的直径,点在半上,,,是上的一个动点,连接,过点作于,连接,在点移动的过程中,的最小值为 .
10.(2024·四川成都·二模)如图,在△ABC中,,,,点是△ABC内部的一动点,且满足.则线段的最小值为
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猜押09 函数和几何中最值问题
猜押考点
3年成都真题
考情分析
押题依据
函数中最值问题(填空压轴)
2024年成都卷A卷第13题。
从最近三年的成都中考数学试卷中分析,最值问题时长出现在A卷或B卷的填空压轴题位置,主要考查函数最值问题和几何最值问题,常常结合相似三角形、动点问题以及特殊四边形的判定等进行考查。
分析近三年成都数学中考试卷,有2年都出现了最值问题,所以在2025年的成都中考试卷中出现的概率还是非常大的,最值问题一直是初中数学中的重难点。此题型综合性强,难度大,考查学生综合知识运用的能力。
几何中最值问题(选填压轴)
2022年成都卷B卷第23题
题型一:函数中的最值问题(选填压轴)★★★
1.(2024·四川成都·二模)如图,在正方形,点,在射线上,,则最大值是 .
【答案】
【分析】此题主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,一元二次方程根的判别式等,理解正方形的性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,一元二次方程根的判别式是解决问题的关键.过点E作交于G,过点G作于H,设,正方形的边长为,,其中,证先,再证和全等得,然后证得,则,,进而得,则:,依题意得关于x的方程有两个实数根,得到根的判别式,得,由此解得,据此可得k的最大值,进而可得的最大值.
【详解】解:过点E作交于G,过点G作于H,如下图所示:
设,正方形的边长为,,其中,
,,
,
四边形为正方形,,
又,
,,
,
,
,
在和中
,
,
,
,
,
,
即,
,
,
,
整理得∶,
依题意得关于x的方程有两个实数根
根的判别式
,
将上式两边同时除以,得:,
整理得:,
,
,
,
的最大值为,
的最大值为.
故答案为:.
2.(2024·四川成都·二模)在平面直角坐标系中,直线与反比例函数的图象交于,两点,与轴交于点.点,点在平面直角坐标系内且满足,连接,,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查反比例函数与一次函数的交点问题,平行四边形的判定与性质,两点之间线段最短,分别求出直线与轴交点坐标以及点的坐标,根据点坐标可得,要求的最小值只要求最小,平移点B,构造平行四边形和直角三角形,根据两点之间线段最短可解决问题
【详解】解:∴直线与反比例函数的图象交于,两点,
∴联立方程组,
解得,
∴
对于,当时,,
∴,
∵点,点,
∴,轴,
要求的最小值只要求最小,将点B向左平移3个单位,连接,如图,
则,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴
当三点共线时,最小,即最小,
在中,,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
3.(2023·四川成都·二模)在平面直角坐标系中,抛物线的图象如图所示,对任意的,称W为a到b时y的值的“极差”(即时y的最大值与最小值的差),L为a到b时x的值的“极宽”(即b与a的差值),则当时,W的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题主要考查了二次函数的最值,解题时要熟练掌握并能灵活运用是关键.
依据题意,由,从而可得抛物线的对称轴是直线,顶点坐标为,再由,从而,结合题意可得,结合二次函数的性质可得,当时,有最大值,最大值为;当时,有最小值,最小值为,故,进而可得的范围.
【详解】解:根据题意可得:,
抛物线的对称轴是直线,顶点坐标为.
,即与的差值为7,
.
,即,
.
.
当时,随增大而增大,当时,随的增大而减小,
当时,有最大值,最大值为.
当时,有最小值,最小值为,
.
对称轴是直线.
当时,随的增大而增大.
当时,有最小值,最小值为4.
当时,有最大值,最大值为.
综上所述:.
故答案为:
4.(2024·四川成都·一模)如图,二次函数的图象交轴于点(点在点的左侧),交轴于点.现有一长为的线段在直线上移动,且在移动过程中,线段上始终存在点,使得三条线段能与某个等腰三角形的三条边对应相等.若线段左端点的横坐标为,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的性质,两点距离公式,轴对称的性质,三角形三边关系,先求出点A,点B,点C坐标,分三种情况讨论,由两点间距离公式和三角形三边关系可求解.
【详解】解:∵二次函数的图象交轴于点(点在点的左侧),交轴于点
当时,,
当时,,
解得:
∴,对称轴为直线
如图所示,
∵线段上始终存在点,使得三条线段能与某个等腰三角形的三条边对应相等
∴或或,
∵段在直线上移动,
∴点的纵坐标为,
设
①若,
∴
解得:
∴
∴
∵
∴不能构成三角形,舍去;
②若,
∴
解得:
∴
∵
∴能构成三角形,
③若
∴
解得:
∴
∵,
∴能组成三角形;
∵点在长为的线段上,
∴线段左端点的横坐标为的取值范围为,即
故答案为:.
5.(2025·四川成都·一模)若二次函数 满足∶ 当时,,则称这个二次函数是上的“封闭二次函数”.已知是上的“封闭二次函数”,且图象过点和,则 ;若二次函数是上的“封闭二次函数”,其图象过点和,则a的取值范围是 .
【答案】 或
【分析】本题考查二次函数图象及性质,依据题意结合函数增减性及最值思考是解决本题的关键.根据题意把和代入相减得到,求出结果即可;把和代入求出解析式为,继而得到对称轴为,再分为和,根据题意分情况讨论即可得到本题答案.
【详解】解:把和代入可得:,
两式相减得,
即,
∵,
∴;
把和代入得,
解得:,
∴,
∴抛物线的对称轴是直线,
当时,则,
若时,即,
在范围内,y随x的增大而减小,
则当时,取最大值,最大值为;
当时,y取最小值,最小值为;
即此时在范围内,,满足“闭函数”的定义;
当,即,
最大值为时,y有最大值,最大值大于,不满足“闭函数”的定义;
当时,则,
若时,即,
在范围内,y随x的增大而减小,
则当时,取最大值,最大值为;
当时,y取最小值,最小值为;
即此时在范围内,,满足“闭函数”的定义;
当,即,
最大值为时,y有最大值,最大值大于,不满足“闭函数”的定义;
综上所述,a的取值范围为或.
6.(2024·四川成都·模拟预测)定义:若x,y满足,(k为常数),且,则称点为“优点”.若是“优点”,则 ;若抛物线上至少存在一个“优点”,则的取值范围为 .
【答案】 6
【分析】本题考查了二次函数图象上的点的坐标特征以及新定义问题,根据“优点”定义得出,进而计算即可得出的值,求出直线解析式,根据二次函数的性质并结合题意,计算即可得答案,熟练掌握二次函数的图象与性质是解此题的关键.
【详解】解:由“优点”定义可知,,
解得或6.
由题意可知,.
∴.
∴.
∴,,
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.
∴.
∴直线上的点都是“优点”.
对于直线,当时,;当时,.
设,.
由题意可知,抛物线上至少存在一个“优点”,即转化为抛物线与直线至少有一个交点.
如图1,当抛物线与有且只有一个交点时,联立,
整理,得.
∴.
解得,
此时取得最小值.
如图2,当抛物线过点A时,.
解得,
此时取得最大值.
∴的取值范围为.
故答案为6,.
.
7.(2024·四川成都·一模)如图,已知,直线l:经过点,点O关于直线l的对称点落在三角形内(不含边界),则b的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题主要考查轴对称的性质、坐标与图形等知识点,确定临界点是解题的关键.
由轴对称的性质可得点在以点M为圆心,的长为半径的上,当点落在三角形内(不含边界)时,点落在与,的交点之间的弧上,因此确定临界点,①点在线段上,②在点在线段上,求出点的坐标,进而求得的中点N的坐标,进而根据待定系数法即可解答.
【详解】解:如图,设直线l:经过的点为点M,则
∵点与点关于直线l对称,
∴
∴点在以点M为圆心,的长为半径的上.
当点在上时,
设过点,的直线的解析式为,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
∵点在线段上,
∴设点的坐标为,
∵,
∴,
∴,(舍去)
∴,
连接,交直线l于点N,则点N是的中点,
∴,
∵直线l:过点,,
∴,解得.
当点在上时,
可得过点,的直线的解析式为,
∵点在线段上,
∴设点的坐标为,
∵,
∴,
∴,(舍去)
∴,
∴的中点N的坐标为,
∵直线l:过点,,
∴,解得.
综上,点落在三角形内(不含边界),b的取值范围是.
故答案为:.
8.(2024·四川成都·三模)在平面直角坐标系中给出以下定义:点,点,,,则我们称B是A的“跳跃点”.若二次函数的图象上恰有两个点的“跳跃点”在直线上,则a的取值范围为 .
【答案】且
【分析】本题考查了二次函数的图像与性质,涉及到新定义,一次函数的图象,解不等式,解题的关键是利用数形结合的思想.
先求出点C、D所在的直线表达式为,当时,还出抛物线与直线的大致图象,联立直线和抛物线的表达式,用a的代数式表示出x,根据x的范围求出a的范围,还需考虑根的判别式;当时,不成立.
【详解】解:设二次函数图象上的两点为点C、D,
题意得点 的“跳跃点”为,将代入,
得:,
∴,则点C在直线上,同理点D也在直线上,
对于二次函数,
令,则,
解得:或,
∴抛物线与x轴交于和,
当时,抛物线与直线的大致图象如图:
直线也经过,设为点D,另一个交点设为点C,
则联立直线和抛物线的表达式得到,
则,
则,解得,
则,而,
∴ ,
∴,
对于,化简为:,
而直线和抛物线在时有两个交点,故
∴
∴,
∴且;
当时,如图:
直线不可能与抛物线在时有两个交点,故舍,
综上:且.
9.(2024·四川成都·二模)若点的坐标满足其中,t为常数,则称点M为“好点”.若双曲线上存在“好点”,则k的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征.根据题意列出方程组,解方程组得到,依据条件得到,整理出的代数式按照自变量取值范围确定的范围即可.
【详解】解:双曲线上存在“好点”,
,
①②得:,
,
,
,
整理得:,
,
.
故答案为:.
10.(2023·四川成都·二模)新定义:对于三个数a、b、c,我们用表示这三个数中最大的数,如:.若直线与函数的图象有且只有2个交点,则b的取值范围为 .
【答案】
【分析】本题主要考查在新定义下直线与抛物线相交的问题,根据题意得知是直线与抛物线相交是解决本题的前提,分类讨论思想的运用是解题的关键.求得、点的坐标,根据题意,分三种情况说明从而求解.
【详解】解:如图,
①直线经过得,则,
②解得或,
,
代入得,,
解得,
③直线与抛物线相切时,则,即,
则
,
解得:.
故答案为:或.
11.(2024·四川成都·二模)利用数学公式处理原始数据是数据加密的一种有效方式.在平面直角坐标系中,定义一种坐标加密方式:将点变换得到点,则称点Q是点P的“加密点”.例如,点的“加密点”是点.已知点A在x轴的上方,且,若点A的“加密点”B在直线上,则m的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查一次函数图象和性质,直线与圆的位置关系;
设,则,可得,进而得当直线与半圆相切时,,当直线过点时,,进而得到答案
【详解】解:设,则
∵B在直线上,
∴,即,
∵点A在x轴的上方,且,
∴,
∴是直线与半圆的交点,
当直线与半圆相切时,
∴中,,即,
当直线过点时,,
∴
故答案为:
12.(2023·四川成都·模拟预测)在平面直角坐标系中,对于点,我们称直线为点的相关直线.例如,点的相关直线为.已知点,点.点为直线上的动点.以为圆心,6为半径作圆.在点运动过程中,当点的相关直线与圆交于,两点时,的最小值为8,则的值为 .
【答案】或/或1
【分析】求出直线的解析式为:,求出点M的关联直线经过定点;如图所示,过点C作于H,连接,则,得出,说明要想最小,则要使最大,根据的最小值为8,得出的最小值为4,求出,根据当点H与点重合时,最大,得出,解方程即可.
【详解】解:设直线的解析式为:,把点,点代入得:
,
解得:,
∴直线的解析式为:,
设点M的坐标为,
∴点M的关联直线为,
∴点M的关联直线经过定点;
如图所示,过点C作于H,连接,则,
∴,
∴要想最小,则要使最大,
∵的最小值为8,即的最小值为4,
∴,
当点H与点重合时,最大,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得或.
故答案为:或
13.(2023·四川成都·三模)在平面直角坐标系中,对于两点,,给出如下定义:以线段为边的等边三角形称为点,的“确定三角形”.如果点在以边长为的等边△ABC的边上,且轴,的中点为,点在直线上,若要使所有的,的“确定三角形”的周长都不小于,那么的取值范围为 .
【答案】或
【分析】本题考查一次函数的图象性质,熟练掌握一次函数的性质是解题关键.先根据题意求出、、的长,然后设点的坐标,从而表示出点的坐标,再表示出点到直线的距离,构造不等式即可解答.
【详解】解:等边△ABC的边长为,
,,
,,
,
,
过作直线于点,设直线与x轴y轴分别交于点,如图:
当时,,当时,,
,,
,
∵点E,F的“确定三角形”是等边三角形,
∴当点与点C重合时,点E到直线的距离最短,
此时点E,F的“确定三角形”边最短,即为的长,故“确定三角形”的周长最小,
在中,,
点到直线的距离为,
,
或,
解得或.
故答案为:或.
题型二:几何最值中线段和最值问题★★★★★
1.(2023·四川成都·二模)如图,在中,,,.D,E分别是边,上的动点,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】过作于,使,连接、,即可得到,,即最小值为的长.
【详解】方法一:过作于,使,连接、,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴当三点共线时有最小值,最小值为的长
∵
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴
∴的最小值为,
故答案为:.
方法二:,则,,
∴,
设,
∴
∴可以看成点到点和的距离之和,
∴当、、三点共线时最小,最小值,
∴最小值为.
2.(2024·四川成都·二模)如图,在边长为4的菱形中,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了轴对称-最短路线问题,菱形的性质,含的直角三角形的性质,平移的性质,正确地理解题意是解题的关键.
根据菱形的性质得到,,得出,根据平移的性质得到,,推出四边形是平行四边形,得到,于是得到的最小值为的最小值,根据平移的性质得到点D′在过点D且平行于AC的定直线上,作点C关于定直线的对称点E,连接交定直线于D′,则的长度即为的最小值,求得,得到,于是得到结论.
【详解】解: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,
∵点在过点且平行于的定直线上,
∴作点关于定直线的对称点,连接交定直线于,
则的长度即为的最小值,令交于,
在中,,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,则,
∴,,
∴.
故答案为:.
3.(2024·四川成都·二模)如图,在中,,是以为直径的圆,点D为上一点,连接,点E是的中点,连接,则的最小值是 .
【答案】
【分析】题目主要考查圆的综合问题,相似三角形的判定和性质,勾股定理解三角形等,理解题意,根据题意构造相似三角形是解题关键.
连接,取的中点H,确定一点G,连接,使得,连接,根据相似三角形的判定和性质得出,再由三角形中位线确定,得出当点H、E、G三点共线时,取得最小值,即取得最小值,过点H作于点F,连接,利用勾股定理求解即可.
【详解】解:连接,取的中点H,确定一点G,连接,使得,连接,如图所示:
根据题意得:,
∵点E是的中点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点H为的中点,
∴,
∴,
当点H、E、G三点共线时,取得最小值,即取得最小值,
过点H作于点F,连接,如图所示:
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴则的最小值是,
故答案为:.
4.(2024·四川成都·三模)如图,在正方形中,,点E在边上运动,连接,将绕点E顺时针旋转得到,连接,则的最小值为 .
【答案】
【分析】将绕点旋转90度得到,连接,得到,证明,得到,将绕点旋转90度,得到,连接,证明,得到点在直线上运动,作点关于的对称点,连接,得到,过点作,交的延长线于点,勾股定理求出的长即可.
【详解】解:∵正方形,
∴,
将绕点旋转90度得到,连接,
则:,,
∴,
∵将绕点E顺时针旋转得到,
∴,
∴,即:,
∵,,
∴,
∴,
∴,
将绕点旋转90度,得到,连接,
则:,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴点在直线上运动,
作点关于的对称点,连接,则:,
,
过点作,交的延长线于点,则:,
∵,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴;
∴的最小值为.
故答案为:.
5.(2024·四川成都·二模)如图,在菱形中,,,M,N分别是边的动点,满足,连接,E是边上的动点,F是上靠近C的四等分点,连接,当面积最小时,的最小值为 .
【答案】3
【分析】连接,取的中点,连接,得到是等边三角形,进而判断当面积最小时,,根据为上的动点,当重合时,最小,进而可得的最小值.
【详解】解:如图,连接,取的中点,连接,
四边形是菱形,,
,
是等边三角形
,
为等边三角形,
点是上靠近点的四等分点,
的面积最小时,的面积也最小
当最小时,的面积最小
当时,最小
是等边三角形,
点是上的动点,
当点与点重合时,最小
的最小值为
故答案为:
6.(2023·四川成都·二模)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】/
【分析】本题考查了图形的折叠与旋转,两点之间线段最短的应用,勾股定理等知识点,将绕点C顺时针旋转得到,连接,连接,由等腰三角形得出,再由折叠得出点的轨迹在以点E为圆心,为半径的圆周上,所以的最小值为,即的最小值为,经计算得出答案即可,熟练掌握图形的旋转及图形的折叠对称的性质是解决此题的关键.
【详解】将绕点C顺时针旋转得到,连接,连接,
则三点共线,,
∴,
∴,
∵点E是的中点,
∴,
∵,
∴,
由折叠成,
∴,
∴点在以点E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:.
7.(2023·四川成都·模拟预测)如图,在四边形中,,,,,是边上的两个动点,,连接,,则 的最小值为 .
【答案】
【分析】确定,延长线的交点,判定是等边三角形,过点作的垂线,用特殊角三角函数求解,确定长度,用勾股定理逆定理判定,过点作的垂线,使得,判定,得到,确定,由两点间线段最短可知的最小值为.过点作的垂线,交的延长线于点,用特殊角三角函数求解,最后用勾股定理求解即可.
【详解】解:如解图,延长,交于点.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∴,,,
过点作的垂线,垂足为点.
在中,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴.
过点作的垂线,使得,连接,.
∵,,,
∴,
∴,
∴.
∵两点之间线段最短,
∴的最小值为,即的最小值为.
过点作的垂线,交的延长线于点.
∵,,
∴,,,
∴, ,即的最小值为.
8.(2024·四川成都·一模)如图,矩形中,已知为边上一动点,将沿边翻折到.点与点重合.连接.则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了矩形的性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识,在上取点G,使,连接,,证明,可得出,则,当D、F、G三点共线时,最小,在中,利用勾股定理求出即可.
【详解】解:在上取点G,使,连接,,
∵翻折,
∴,
又,
∴,,
∴,
又,
∴,
∴,
∴,
∴,
当D、F、G三点共线时,最小,
在中,,,,
∴,
即的的最小值为.
故答案为:.
9.(2023·四川成都·一模)如图,在菱形中,点P为对角线上的动点(不与端点重合).过点P作于点M,于点N,连接,已知,,则的最小值等于 .
【答案】/
【分析】过点P作,垂足为,过点D作,垂足为,交于点,连接,交于点,连接,根据菱形的性质,得到,,由,,结合,推出点三点共线,即是定值,当点三点共线时,即点G,M重合,有最小值,最小值为的长,进而得到有最小,最小值为,根据,,求出,利用菱形的面积公式即可求出,由菱形的性质,易证,利用三角形的性质得到,即可求解.
【详解】解:过点P作,垂足为,过点作,垂足为,交于点,,连接,交于点,
是菱形,,,
,,
,,,
三点共线,即是定值,
当点三点共线时,即点G,M重合,有最小值,最小值为的长,
有最小,最小值为,
,,
,,
,,
,
菱形的面积为:,
,
,,
,
,
,
,
,即,
,
故答案为:.
10.(2023·四川成都·模拟预测)如图所示,在边长为2的等边三角形中,为的中点,为的中点,过点作交于,交于,是线段上一个动点,连接,,则的周长的最小值是 .
【答案】3
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质,线段垂直平分线的性质,轴对称最短路线问题,熟练掌握将军饮马基本模型是解题的关键.连接,首先证明是的垂直平分线,得,则的周长为,当、、共线时,的最小值为2,从而得出答案.
【详解】解:连接,
点是的中点,是等边三角形,
,
,
,
点为的中点,
是的垂直平分线,
,
的周长为,
当、、共线时,的最小值为2,
的周长最小值为3,
故答案为:3
11.(2024·四川成都·一模)如图,已知菱形的周长为8,面积为为的中点,若为对角线上一动点,记的最大值为,记的最小值为,则 .
【答案】/
【分析】过点C作,交与点,再根据菱形的面积求出,根据勾股定理求出,可得点E和点重合,即可得出的最小值为,然后根据点C和点A关于对称,可知,进而当点P与点B重合时,得出的最大值为,即可得出答案.
【详解】解:过点C作,交与点,
∵菱形的周长为8,面积为,
∴,
∴,
∴.
在中,.
∵点E是的中点,
∴,
∴点E和点重合.
根据三角形的三边关系可知,
∴.
∵点C和点A关于对称,
∴,
即.
当点P与点B重合时,得出的最大值为,
∴,
∴.
故答案为:.
12.(2022·四川成都·二模)如图所示,在四边形中,,,,,在上找一点,使的值最小,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】此题主要考查了轴对称的性质,平行线的性质,等腰三角形的判定和性质,含30度角的直角三角形的性质,判断出是解本题的关键.
先作出点C关于的对称点,判断出,进而判断出,再构造出直角三角形,利用含30度角的直角三角形的性质即可得出结论.
【详解】解:如图,延长至,使,
∵,
∴点与点C关于对称,
连接交于,此时最小,
∵,
∴
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
过点B作交的延长线于E,
则(平行线间的距离处处相等),
在中,,
∴,
即的值最小值为6,
故答案为:6.
13.(2023·四川成都·三模)如图所示,在四边形中,,,,,在上找一点P,使的值最小,则的最小值为 .
【答案】
【分析】作关于的对称点,连接、、,可得,当、、三点共线时,最小,即最小,此时过作交的延长线于,过作交于,可求,即可求解.
【详解】解:作关于的对称点,连接、、,
,
,
,
,
如图,
,
当、、三点共线时,最小,
即最小,
此时
过作交的延长线于,过作交于,
,
,
,
,
,
四边形是矩形,
,,
同理可证:四边形是矩形,
,
,
,
,
,
,
的最小值为;
故答案:.
题型三:几何最值中线段的取值范围★★★
1.(2023·四川成都·模拟预测)如图,菱形中,,,点为上一点,连接,以为斜边作等腰直角三角形,,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】画出最大值和最小值时相应的图形,过点作于点,连接,过点作于点,根据证明,可证明再点的运动轨迹是,根据垂线段最短、等腰直角三角形、含角的直角三角形的性质及菱形的性质进行计算即可.
【详解】解:如图,过点作于点,连接,过点作交于点,
,,
,,
又,
,
,
,
点在直线上运动,
当时,有最小值,此时是等腰直角三角形;
,,
,
,
,
,
的最短距离为,
如图,当点移动到点时,最大,
,,
是等边三角形,
,
在等腰直角三角形中,,
,
的取值范围为,
故答案为:.
2.(2022·四川成都·一模)如图,在矩形中,,,动点P从点D出发,在边上以每秒1个单位的速度向点A运动,连接,作点D关于直线的对称点E,设点P的运动时间为.在动点P从点D到点A的整个运动过程中,有且只有一个时刻,使点E到直线的距离等于3,则所有这样的m的取值范围为 .
【答案】
【分析】分两种情形求出的值即可解决问题:①如图2中,当点P与A重合时,点E在的下方,点E到的距离为3.②如图3中,当点P与A重合时,点E在的上方,点E到的距离为3.
【详解】解:如图2中,当点P与A重合时,点E在的下方,点E到的距离为3.
作于Q,于M.则,
∴
∴四边形是矩形,
∴
∴,
∵关于对称,
∴
∴
,
∴,
∴,
∴
∴,(当时,直线上方还有一个点满足条件,见图2)
如图3中,当点P与A重合时,点E在的上方,点E到的距离为3.
作于Q,延长交于M.则 ,
在中,,
同理可得:,
∴ ,
∴
∴,
综上所述,在动点P从点D到点A的整个运动过程中,有且只有一个时刻t,使点E到直线的距离等于3,这样的m的取值范围.
3.(2024·四川成都·二模)如图,正方形的边长为2,点是边上的动点,连接、,将绕点顺时针旋转得到,将绕点逆时针旋转得到,连接,则线段的取值范围为 .
【答案】/
【分析】本题是正方形综合题,考查了正方形的性质,旋转变换的性质,矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,不等式的性质等,添加辅助线构造全等三角形是解题关键.过点作,交的延长线于点,过点作,交的延长线于点,作于点,可证得,得出,,同理:,,得出,再证得四边形是矩形,得出,,,再运用勾股定理即可求得答案.
【详解】解:如图,过点作,交的延长线于点,过点作,交的延长线于点,作于点,
则,
由旋转得:,,,
,,
,,
,,
正方形的边长为2,点是边上的动点,
设,则,
,,
在和中,
,
,
,,
同理:,,
,
,
四边形是矩形,
,,
,
在中,,
,
,
,
即,
,
线段的取值范围为.
故答案为:.
4.(2024·四川成都·模拟预测)我国古代直至世纪六七十年代,民间航海主要依靠海图指引航行,海图上有详尽数据,包括岛屿,灯塔,暗礁,水深等,船长结合灯塔的位置,通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图,表示灯塔,暗礁分布在经过两点的一个圆形区域内,是有触礁危险的临界点,就是“危险角”,船与暗礁在的同侧,若,,,当船位于安全区域时,它与两个灯塔的夹角的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了勾股定理,三角函数,圆周角定理,三角形外角性质,过点作于,设与相交于点,连接,设,则,利用勾股定理可得,进而可得,得到,再根据三角形外角性质可得,据此即可求解,利用勾股定理和三角函数求出是解题的关键.
【详解】解:过点作于,设与相交于点,连接,则,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
即,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
5.(2024·四川成都·三模)如图,在矩形纸片中,,折叠纸片,使点A落在边上的点处,折痕交边于点,交边于点S,P为的中点,连接,则线段长度的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题是四边形综合题,考查了矩形的性质,折叠的性质,直角三角形的性质,勾股定理等知识,灵活运用这些性质进行推理是本题的关键.
根据题意,由折叠的性质以及直角三角形的性质,知,分以下两种情况当时,最长, 最长;当时,最短,最短,分别讨论,设,则,结合勾股定理即可得出线段长度的取值范围,线段长度的取值范围即可求解.
【详解】由折叠的性质可知:,
在中,P为的中点
,
由题可得:当时,最长,最长值为6,如下图:
当时,最短,如下图:
设,则,
在中,
,,
,
,
在中,由勾股定理得:,
解得:,
,
.
题型四:几何最值中线段的最值问题★★★
1.(2023·四川成都·一模)如图,在正方形中,,点和分别为上的动点,且,以为底边在右侧构造等腰且满足,连接,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,相似三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,勾股定理等,过点作于,过点作与过点作的垂线相交于点, 根据中位线定理设,则,根据 推出 ,再证明得出,,过点作于,利用勾股定理表示出的长即可得出结果,正确作出辅助线构造相似三角形,根据勾股定理得出的长是解题的关键.
【详解】解:如图,过点作于,过点作与过点作的垂线相交于点,则,
∵,,
∴为的中点,
∴,而,
∴,
∴,,
设,则,
∴,
∴,
∵,
,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,,
过点作于,
则,
∴,,
∴,
当时,有最小值为,
故答案为:.
2.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在矩形中,,点E、F分别为线段上的动点,且,四边形关于直线对称后得到四边形,连接,则的最小值为 .
【答案】
【分析】如图,延长、交于点P,连接、,证明,可得,即,由对称的性质可得,根据三角形三边关系可得,利用勾股定理求得,即可求解.
【详解】解:如图,延长、交于点P,连接、,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴点P为定点,
∵四边形与四边形关于直线对称,
∴,
在中,,
在中,,
∴,
即的最小值为,
故答案为:.
3.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在中,,,,于点,点是线段上一动点,以为直角边作,且,连接,则当时,的长为 ;点在运动过程中,的最小值为 .
【答案】
【分析】由勾股定理得,,则,即,可求,,,如图1,连接,证明,则,,,,证明,则,,由,可知在与直线夹角为的直线上运动,当时,,则,如图1,过作于,则,,由,可得,计算求解即可;点在运动过程中,运动到使点满足时,的值最小,根据,计算求解即可.
【详解】解:由勾股定理得,,
∴,即,
解得,,
∴,
如图1,连接,
图1
∵,,
∴,
∴,,
∴,,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴在与直线夹角为的直线上运动,
当时,,
∴,
如图1,过作于,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得,;
点在运动过程中,运动到使点满足时,的值最小,
∴,
故答案为:,.
4.(2024·四川成都·二模)如图,已知矩形中,,,点在边上,连接,沿折叠△BCF,点落在点处,连接,则长度的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了折叠的性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质、矩形的性质、平行四边形的判定与性质.熟练掌握轴对称的性质是解题的关键.
结合题意,当点和点重合时,取最小值,过点作交于点,过点作交于点,根据轴对称和矩形性质,得到,,根据相似比性质,通过证明四边形为平行四边形,求出;当取最小值时,长度取最小值.
【详解】解:∵,,点在边上,连接,沿折叠,点落在点处,
∴,
如下图,当点和点重合时,取最小值,
过点作交于点,过点作交于点,
∴,,
∵沿折叠矩形使点C落在点E处,
∴,,
∵四边形是矩形,
∴,,
,
,
,
∴,,
,,
∴,,,,,,
又∵,
∴四边形为平行四边形,
∴,
当取最小值时,长度取最小值,长度的最小值为,
故答案为:.
5.(2024·四川成都·三模)如图,△ABC是等腰直角三角形,,若,是中点,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】本题考查了等腰三角形的性质及其应用,熟练运用等腰三角形性质是解题的关键;延长到,使,连接;过作,并截取,连接,
连接交圆上于点,在中,根据,即可求出的最小值.
【详解】延长到,使,连接,
,
过作,并截取,连接,
,
在中,,,
在中,,,
,
,
,
,
,
,
,
点在以为圆心,为半径作的圆上,
连接交圆上于点,如图所示;
的最小值,
在中,,
,
的最小值为:.
故答案为:.
6.(2024·四川成都·三模)如图,,点 P在射线上,且,点 Q是射线 上一动点. 将沿折叠,点O落在平面内点 C处.点 D在射线上,且,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了锐角三角函数、勾股定理,先判断出最小时,点C在的延长线上,再用锐角三角函数和勾股定理计算即可.
【详解】解:过点D作于E,
在中,,
∴,
∴,
在中,
∴.
故答案为:.
7.(2023·四川成都·一模)如图,四边形为矩形,对角线与相交于点,点在边上,连接,过做,垂足为,连接,若,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了矩形的判定和性质,含直角三角形的性质,勾股定理,三角形的三边关系,先根据面积法可计算的长为,根据三角形的三边关系可得:是一个定点,的轨迹为中垂线上的一部分,所以垂线段最短,可知的长是的最小值,最后由等边三角形三线合一的性质可得结论.
【详解】解:四边形是矩形,
,,,,
,
,,
,,
,
,
是一个定点,的轨迹为中垂线上的一部分,如下图所示,过点作于,过点作于,过点作于,所以垂线段最短,则的最小值为的值,
,
,
,
中,,
,,
,
,
即的最小值为.
故答案为:.
8.(2024·四川成都·一模)如图,在四边形中,,,,若点M,点N分别在边和边上运动,且,连接,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】作的平分线交于点O,连接,交于点F.通过证明三角形全等、相似,利用全等三角形、相似三角形的性质及勾股定理,最后得结果.
【详解】解:如图:作的平分线交于点O,连接,交于点F.
则,
在和中,
,
,
,
在和中,
,,
,
, ,
,
在和中 ,
,,,
,
,,
,
,
又,
,
,
,
过点O作于E,
则,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
当取最小值时的值最小,
点O为定点,
当时的值最小,
,
的最小值为的值,
,
的最小值为,
故答案为: .
9.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在△ABC中,,,按下列步骤作图:①以点为圆心,适当长为半径作弧,分别交,于点,;②分别以点,为圆心、大于的长为半径作弧,两弧在内交于点;③作射线,交于点,是线段上的一个动点.若,则的最小值是 .
【答案】/
【分析】本题考查了角平分线的性质,等腰直角三角形的判定与性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,垂线段最短等知识,熟练掌握这些知识并作出辅助线是关键.
由题意得是的平分线,过点D作于点E,则当与重合时,最短,其最小值为的长.
【详解】解:如图,过点D作于点E
∴
由题意得是的平分线
∴
在和中
∴≌
在中,,,
∴
∴
∵,
∴当与重合时,取得最小值,且最小值为
故答案为:.
题型五:几何最值中最大值问题★★★★
1.(2023·四川成都·二模)在等边△ABC中(其中),点P在边上运动,点Q在边上运动,且满足(点P,Q都不与B重合),以为底边在左侧做等腰三角形,使得.则四边形的面积的最大值是 .
【答案】
【分析】过点D作于点E,过点B作于点F.由等边三角形的性质得出,结合题意即可求出.再根据等腰三角形的性质即得出,结合所作辅助线可求出,进而可求出,再由三角形的面积公式可求出.由,可得出当最大时,最大.再由,可得出当最大时最大.由图形可知的最大值即为的长,此时B,,D三点共线.易证,即得出,从而证明为等边三角形,求出等边的面积,即可求出四边形的面积的最大值.
【详解】解:如图,过点D作于点E,过点B作于点F.
∵为等边三角形,
∴.
∵,
∴.
∵为等腰三角形,且,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴当最大时,最大.
∵,
∴当最大时最大.
∵,
∴的最大值即为的长,此时B,E(F),D三点共线,如图,
.
∵在和中,,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴此时,即四边形的面积的最大值是.
故答案为:.
2.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在菱形中,,.点E,F分别在边,上,沿折叠该菱形,使点A落在边上的点M处.当点M的位置变化时,的长的最大值为 .
【答案】/
【分析】连接交于点O,过点O作于点K,交于点T,过点A作交的延长线于点G,取的中点R,连接.根据垂线段最短,求出的最小值,可得结论.
【详解】如图,连接交于点O,取的中点R,连接,过点A作交的延长线于点G,过点O作于点K,交于点T.
∵,,
,
,
四边形是矩形,
.
由折叠可知,.
又∵,,
,
.
∵,
当时,取得最小值,
∵,,
,
的最小值为.
∵四边形为菱形,
.
又∵.
的最大值.
故答案为.
3.(2024·四川成都·二模)如图,在矩形中,,为对角线,为的中点,过点作,与交于点,与交于点,为上一点(包含顶点,),则的最大值为 .
【答案】
【分析】本题考查了矩形的性质,平行线的性质,全等三角形的判定和性质,线段垂直平分线的性质,三角形三边关系,勾股定理,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
根据题意可证明,得到,继而得到,,当三点共线(点与点)时,的值最大,即,根据勾股定理求出,即可得到答案.
【详解】解:如图,连接,
,
,
在矩形中,
,
,
,
,
,
,
当三点共线(点与点)时,的值最大,即,
,,
,
在中,,
,
,
的最大值为,
故答案为:.
4.(2023·四川成都·一模)如图,点为等边△ABC的边上的一个动点,,过点作于点,交边于点,连接,则的面积最大值为 .
【答案】
【分析】本题考查等边三角形的性质,直角三角形的性质,二次函数的最值,过作于,根据等边三角形可得,,都是直角三角形,设,利用直角三角形的性质和勾股定理即可表示出,,然后根据列出解析式,最后根据二次函数的性质求最大值即可.
【详解】解:过作于,
∵等边,,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
设,则,
中,,,
∴,,
同理,中,由可得,
中,由可得,
∴,
∵,
∴当时,最大,
即的面积最大值为.
5.(2024·四川成都·三模)如图,在中,是斜边边上一点,且,分别过点、作、平行于,若,则与之间的最大距离为 .
【答案】9
【分析】本题分为A点在P点左侧与P点在A点右侧两种情况考虑,当点A在P点右侧时,过点A作于点G,延长交于点F,证明,过点C作于点D交与点E,证明,可得,由,,, ,整理得,当对称轴时,AF取最大值,因为,所以时不符合题意舍去,所以时,取得最大值为8,所以,;当点A在点P左侧时,利用相似三角形的性质同样可以求出其最大值为9,综合以上情况即可解决问题.
【详解】解:当点A在点P右侧时,如图,过点A作于点G,延长交于点F,
∴,
∴,
∴,
∵,
设,,,(),
∴,,
过点C作于点D,交于点E,
由题意得,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴四边形为矩形,
同理,四边形也为矩形,
∴,,,
∴,
在中,根据勾股定理,得
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,,,
∴,
∴,
∴,
因为二次函数开口向下,当对称轴时,取最大值,
∵,
∴时不符合题意舍去,
∴时,取得最大值为8,
∴,
∴,
∴与之间的最大距离为;
当点A在点P左侧时,延长交于点D,过C点作,垂足为G,取中点E,连接,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设A点到的距离为h,
∴,
∴,
∴与之间的距离为,
∵,
∴与之间的距离最大值为9,
综上可得:与之间的距离为9.
故答案为:9.
6.(2024·四川成都·模拟预测)如图,在正方形中,,E为边上的动点,连接,以为边作正方形,连接,,则面积的最大值为 .
【答案】
【分析】连接,设,则,证明,得出,根据,由此利用二次函数的性质求解即可.
【详解】解:连接,如图所示:
∵四边形是正方形,
∴,,
∵四边形为正方形,
∴,,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴
,
,
∴当时,最大,且最大值为,
即面积的最大值为.
故答案为:.
7.(2024·四川成都·二模)在四边形中,,,,且,则四边形面积最大值为 .
【答案】/
【分析】本题考查了直角三角形与二次函数综合.熟练掌握勾股定理,一元二次方程根与系数的关系,添加辅助线构建直角三角形,是解题的关键.
连接, 可得,设,令,得,得,令,得且,解得,四边形面积最大值为.
【详解】连接,如图:
,,
为等腰直角三角形,
,
,
,
设,由勾股定理可得:,
,
令,
,
两边平方整理得:,
,
,
令,
,
,,
关于的函数对称轴在轴右侧,且与轴交点大于,
当时,,
要使有到之间正数解,需要方程,对称轴在左侧,
且,
解得:,
四边形面积最大值为.
故答案为:.
8.(2022·四川成都·二模)如图,等腰中,是上一动点,连接,将绕点逆时针旋转得到,连接,当的面积最大值时,的值是 .
【答案】
【分析】本题考查了旋转的性质,二次函数的应用,过点作的垂线段,交于点,设,则,根据面积公式表示出的面积,根据二次函数的性质,可得当的面积最大值时的值,即可解答,正确利用二次函数的性质是解题的关键.
【详解】解:为等腰直角三角形,
根据旋转的性质可得,
,,
,
设,则,
的面积为,
当时,即时,的面积最大,
如图,过点作的垂线段,交于点,
此时,
,
,
,
,
故答案为:.
题型六:圆中最值问题之“隐圆”问题★★★
1.(2023·四川成都·二模)如图,在中,,为边上的动点,过作于点,连接并延长交于点.当取得最小值时,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了圆周角,点到圆上的距离,勾股定理,相似三角形的判定和性质,根据题意判断出点的运动轨迹是解题关键.根据直径所对的圆周角是直角,得到点在以为直径的圆上运动,取的中点,以为圆心,的长为半径作,连接与交于点,连接并延长交于点,由点到圆上的距离可知,当点在位置时,取得最小值为,由勾股定理可得,再证明,得到,求出的长即可.
【详解】解:,
,
点在以为直径的圆上运动,
如图,取的中点,以为圆心,的长为半径作,连接与交于点,连接并延长交于点,
由点到圆上的距离可知,当点在位置时,取得最小值为,
在中,,
,,
,
,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
即当取得最小值时,则的长为,
故选:C.
2.(2024·四川成都·一模)如图,在正方形中,对角线与相交于点,点为边的中点,于点,,交的延长线于点,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了正方形的性质和勾股定理,圆内接四边形,求正切值,过点作于点,设,然后根据正方形的性质求出,然后利用勾股定理求出,,,,利用面积法求出,,从而求出,最后求出,从而求出的正弦值,然后证明,,,四点共圆,从而得到,求出答案即可,解题关键是添加辅助线改造直角三角形,熟练掌握利用面积法求线段的长.
【详解】解:如图所示:过点作于点,
设,
为边的中点,
,
四边形是正方形,
,
在中,由勾股定理得:
,
,
的面积,
,
,
,
的面积,
,
,
,
,
在中,,
,
,
,,,四点共圆,
,
,
故选:B.
3.(2024·四川成都·二模)如图,在△ABC中, , .以为斜边作等腰直角,连接,则的最大值为 .
【答案】
【分析】本题考查了圆与几何的综合问题,直径所对的圆周角是,见详解图利用两边之和大于第三边可以得出的最大值即为图中的.
【详解】解:点A在以BC为直径的圆上;找的中点为点E,连结、;以为直径作半圆.
当点从点运动到点的时候,点是从点运动到点,且始终为,
点在以为直径作圆上,
在变化过程中和的大小始终不变,
的最大值为:即为图上,
在等腰直角中,
,
,即,
在中,
,
的最大值为:.
4.(2024·四川成都·三模)如图,在菱形中,,,点E为边上一动点,点F为中点,点G为上一点,满足,连接,则的最小值为 .
【答案】/
【分析】本题考查菱形的性质,解直角三角形,圆周角等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造动点的轨迹来解决问题.
连接,根据中点的性质和直角三角形斜边上的中线是斜边的一半可得推得,则,根据圆周角定理可知:点在以为直径的圆上运动,取的中点,当,,三点共线时,的值最小,由此可解答.
【详解】解:如图,连接,
是的中点,
,
,
,
∴,
∵,
∴,
,
点在以为直径的圆上运动,取的中点,连接,如图:
当,,三点共线时,的值最小,
四边形是菱形,,,
,,
∴,
∵,,
∴
,
的最小值为.
故答案为:.
5.(2024·四川成都·二模)如图,为的直径,C为半圆上的一动点,以为边向外作等边(点D在直线的上方),连接.若的半径为2,则线段的最大值为 .
【答案】4
【分析】本题考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,点到圆的距离,以为边作等边三角形,连接,证明,可得点D在以点E为圆心,半径为2的圆上运动,即可解答,正确做出辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,以为边作等边三角形,连接,
,,
是等边三角形,
,,
,
,
,
,
点D在以点E为圆心,半径为2的圆上运动,
当O,E,D三点共线时,OD最大,最大值为.
故答案为:.
6.(2023·四川成都·一模)点P在平面内一动点,,,点M是上一点,且,连接,则的最小值为 .
【答案】
【分析】取中点C,连接,作于B,且,连接,构造,推出,进而可得点M在以点O为圆心,3为半径的圆上,因此求的最小值转化为求点A到距离的最值,可知当点M,O,A共线时,取最小值.
【详解】解:点P在平面内一动点,,,
点P在以为直径的圆上,
取中点C,连接,作于B,且,连接,
,,
,,
又,
,
,
在和中,
,
,
,
,
当点P在上方时,点M在以点O为圆心,3为半径的圆上,
当点M,O,A共线时,取最小值,
,
的最小值,
当点P在下方时,同理可得的最小值,
故答案为:.
7.(2023·四川成都·二模)如图,在矩形中,米,米.点P以每秒5米的速度沿折线运动,总有,垂足为Q.当取得最小值时,点P运动了 秒.
【答案】
【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,圆周角定理,勾股定理.由,知点P在以为直径的上,当三点共线时,取得最小值,证明,利用相似三角形的性质即可求解.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴米,米,.
∵,∴,
∴点P在以为直径的上,
∴当三点共线时,取得最小值,如图,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴点P运动了米,
∴点P运动了秒.
故答案为:.
8.(2024·四川成都·模拟预测)如图,,在中,,,当点分别在射线上滑动时,连结,则的最大值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了勾股定理,等腰直角三角形的性质,定边对定角确定点的运动路径,以及对角互补模型是解题的关键,难度较大.
在的下方作等腰直角,,作于,勾股定理得,点在以点为圆心,为半径的圆上,当点、、共线时,最大,再求出的长即可.
【详解】在中,由勾股定理得:.
如图所示,在下方作等腰直角,过点作于点,
则点在以点为圆,为半径的圆上.
又,
∴点四点共圆.
∴.
∴.
在中,由勾股定理得,,
即,
解得:.
在中,由勾股定理得:
当点共线时,最大,则的最大值为.
故答案为.
9.(2024·四川成都·模拟预测)如图,是半的直径,点在半上,,,是上的一个动点,连接,过点作于,连接,在点移动的过程中,的最小值为 .
【答案】/
【分析】本题主要考查了勾股定理、点与圆的位置关系等知识.如图,取的中点为,连接、,在点D移动的过程中,点E在以为直径的圆上运动,当、E、B三点共线时,的值最小,最小值为,利用勾股定理求出即可解决问题.
【详解】解:如图,取的中点为,连接、,
,
,
,
在点D移动的过程中,点E在以为直径的圆上运动,
是直径,
,
在中,
,
,
在中,,
,
当、E、B三点共线时,的值最小,最小值为:,
故答案为:.
10.(2024·四川成都·二模)如图,在△ABC中,,,,点是△ABC内部的一动点,且满足.则线段的最小值为
【答案】
【分析】本题考查了确定圆的条件,勾股定理,最短线段问题等知识,首先证明点在以为直径的上,连接与交于点,此时最小,利用勾股定理求出即可解决问题,根据题意确定点的运动轨迹是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点在以为直径的上,
连接交于点,此时最小,
在中,,,,
∴,
∴,
∴最小值为,
故答案为:.
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