内容正文:
宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来
冲刺2025年中考之胡不归最值
模型典故(“胡不归”问题)
有一则古老的历史故事:说的是一个身在他乡的小伙子,得知父亲病危的消息后便日夜赶路回家.然而,当他气喘吁吁地来到父亲的面前时,老人刚刚咽气了.人们告诉他,在弥留之际,老人在不断喃喃地叨念:“胡不归?胡不归?……”
早期的科学家曾为这则古老传说中的小伙子设想了一条路线:如图1-1所示,A是出发地,B是目的地;AC是一条驿道,而驿道靠目的地的一侧全是砂土地带.为了急切回家,小伙子选择了直线路程AB.但是,他忽略了在驿道上行走要比在砂土地带行走快的这一因素.如果他能选择一条合适的路线(尽管这条路线长一些,但是速度却可以加快),是可以提前抵达家门的.
用现代的数学语言表达出来就是:
已知在驿道和砂地上行走的速度分别为V1和V2,在驿道上找一定点C,使从A至C再至B的行走时间最短.
于是,问题在于如何去找出C点.这个古老的“胡不归”问题风靡了一千多年,一直到十七世纪中叶,才由法国著名科学家费尔马揭开了它的面纱.
【模型建立】
如图,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+kAC的最小值.
构造射线AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=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.
解题一般步骤:
①胡不归问题可以看作是路径问题,先确定起点与终点,一般带系数的定点为起点,不带系数的定点为
终点,(如果都带系数,需要将较大系数提出来)
②过起点作一条直线,使其与动点所在直线夹角为α,且sinα=k,
③过终点作这条直线的垂线,与动点所在直线的交点为动点最小值点,垂线段为胡不归最小值。
题型1、已有相关角度直接作垂直
例1、如图,,,C(1,0),D为射线AO上一点,一动点P从A出发,运动路径为,在AD上的速度为4个单位/秒,在CD上的速度为1个单位/秒,则整个运动时间最少时,D的坐标为 .
【分析】如图,作DH⊥AB于H,CM⊥AB于M,交AO于D′.运动时间,由,推出,可得,推出当共线且和重合时,运动时间最短.
【详解】如图,作于H,于,交AO于.
∵运动时间,
∵,,
∴,
∵,C(1,0),,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当C,D,H共线且和CM重合时,运动时间最短,
,
∴,
∴,
∵,设,则,
则有:
∴或(舍去),
∴
∴
例2、如图,在菱形中,,,对角线、相交于点,点在线段上,且,点为线段上的一个动点,则的最小值为 .
【分析】过作,由菱形,,得到为平分线,求出,在中,利用角所对的直角边等于斜边的一半,得到,故,求出的最小值即为所求最小值,当、、三点共线时最小,求出即可.
【详解】解:过作,
菱形,,
,,即为等边三角形,,
在中,,
,
当、、三点共线时,取得最小值,
,,
,
在中,,
则的最小值为.
故答案为:.
【模考专练】
(2019济南高新二模)如图,在平面直角些标系中,二次函数y=ax2+bx﹣的图象经过点A(﹣1,0),C(2,0),与y轴交于点B,其对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数的表达式及其顶点的坐标;
(2)若P为y轴上的一个动点,连接PD,求PB+PD的最小值;
(3)M(x,t)为抛物线对称轴上一个动点,若平面内存在点N,使得以A、B、M、N为顶点的四边形为菱形,则这样的点N共有 个.
【解答】(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣的图象经过点A(﹣1,0)C(2,0),
∴,
解得:,
∴二次函数的表达式为,
∵y=,
∴抛物线的顶点坐标为();
(2)如图,连接AB,作DH⊥AB于H,交OB于P,此时PB+PD最小.
理由:∵OA=1,OB=,
∴tan∠ABO=,
∴∠ABO=30°,
∴PH=PB,
∴PB+PD=PH+PD=DH,
∴此时PB+PD最短(垂线段最短).
在Rt△ADH中,∵∠AHD=90°,AD=,∠HAD=60°,
∴sin60°=,
∴DH=,
∴PB+PD的最小值为;
(3)①以A为圆心AB为半径画弧,因为AB>AD,故此时圆弧与对称轴有两个交点,且AM=AB,即M点存在两个,所以满足条件的N点有两个;
②以B为圆心AB为半径画弧,因为AB,故此时圆弧与对称轴有两个交点,且BM=AB,即M点有两个,所以满足条件的N点有两个;
③线段AB的垂直平分线与对称轴有一个交点,此时AM=BM,因为M点有一个,所以满足条件的N点有一个;
则满足条件的N点共有5个,
故答案为:5.
(2024淄博一模)如图,在边长为6的菱形中,,连接,点 E,F分别是边,上的动点,且,连接,,.
(1)如图①,当点E是边的中点时,求的度数;
(2)如图②,当点E是边上任意一点时,的度数是否发生改变?若不改变,请证明:若发生改变,请说明理由;
(3)若点P是线段上的一个动点,连接,求的最小值.
【分析】(1)由菱形可得,,从而,是等边三角形,根据“三线合一”可得 ,,进而证得点F是边的中点,从而,根据即可解答;
(2)由(1)得到,是等边三角形,从而,,进而证得,得到,从而;
(3)过点P作于点 G,连接,过点F作于点,交于点,则,因此,当点F,P,G三点共线,且时,有最小值,最小值为的长,过点D作于点H,的最小值即为的长,在中通过解直角三角形即可解答.
【详解】(1)∵四边形是菱形,边长为6,
∴,,
∴,是等边三角形,
∴,
∵点E是边的中点,
∴,,
∵,
∴
∴点F是边的中点,
∴,
∴;
(2)的度数不改变,证明如下:
由(1)得到,是等边三角形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3) 如图,过点P作于点 G,连接,过点F作于点,交于点,
∵,
∴在中,
∴
∴当点F,P,G三点共线,且时,有最小值,最小值为的长,过点D作于点H,
∵四边形是菱形,
∴,
∴的最小值即为的长,
∵,是等边三角形,
∴,
∴的最小值为
题型2、构造相关角度再作垂直
例3、如图,在中,,若D是边上的动点,则的最小值是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【分析】过点C作射线,使,再过动点D作,垂足为点F,连接,在中,当A,D,F在同一直线上,即时,的值最小,最小值等于垂线段的长.
【详解】解:过点C作射线,使,再过动点D作,垂足为点F,连接,如图所示:
在中,,
∴,
∵
=,
∴当A,D,F在同一直线上,即时,的值最小,最小值等于垂线段的长,
此时,,
∴是等边三角形,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为12,
故选:D
例2、如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足为D,P为线段AD上的一动点,连接PB、PC.则PA+2PB的最小值为 .
【分析】在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,此时PA+2PB=2==2BF,通过解直角三角形ABF,进一步求得结果.
【详解】解:如图,
在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,
此时PA+2PB最小,
∴∠AFB=90°
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠CAD=∠BAD=,
∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°,
∴PF=,
∴PA+2PB=2==2BF,
在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,
∴BF=AB•sin45°=4,
∴(PA+2PB)最大=2BF=,
故答案为:
【模考专练】
(2020济南市中二模)如图①,在矩形OABC中,OA=4,OC=3,分别以OC、OA所在的直线为x轴、y轴,建立如图所示的坐标系,连接OB,反比例函数y=(x>0)的图象经过线段OB的中点D,并与矩形的两边交于点E和点F,直线l:y=kx+b经过点E和点F.
(1)写出中点D的坐标 ,并求出反比例函数的解析式;
(2)连接OE、OF,求△OEF面积;
(3)如图②,将线段OB绕点O顺时针旋转一定角度,使得点B的对应点H恰好落在x轴的正半轴上,连接BH,作OM⊥BH,点N为线段OM上的一个动点,求HN+ON的最小值.
【详解】(1)在矩形ABCO中,∵OA=BC=4,OC=AB=3,
∴B(3,4).
∵OD=DB,∴D(,2).
∵y=经过D(,2),
∴k=3,∴反比例函数的解析式为y=.
(2)如图①中,连接OE,OF.
由题意E(,4),F(3,1),
∴S△OEF=S矩形ABCO﹣S△AOE﹣S△OCF﹣S△EFB=12﹣×4×﹣×3×1﹣×3×(3﹣)=.
(3)如图②中,作NJ⊥BD于J.HK⊥BD于K.
由题意OB=OH=5,
∴CH=OH﹣OC=5﹣3=2,
∴BH==2,
∴sin∠CBH==.
∵OM⊥BH,
∴∠OMH=∠BCH=90°.
∵∠MOH+∠OHM=90°,∠CBH+∠CHB=90°,
∴∠MOH=∠CBH.
∵OB=OH,OM⊥BH,
∴∠MOB=∠MOH=∠CBH,
∴sin∠JOD=,
∴NJ=ON•sin∠NOD=ON,
∴NH+ON=NH+NJ,
根据垂线段最短可知,当J,N,H共线,且与HK重合时,HN+ON的值最小,最小值=HK的长.
∵OB=OH,BC⊥OH,HK⊥OB,
∴HK=BC=4,
∴HN+ON最小值为4
(2020济南历城三模)如图,已知二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴交于点B(-2,0)、点C(8,0)两点,与y轴交于点A.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接AC、AB,若点N在线段BC上运动(不与点B、C重合),过点N作NM∥AC,交AB于点M,当△AMN面积最大时,求N点的坐标;
(3)连接OM,在(2)的结论下,线段AC上有一动点P,连接PM,求PM+PC的值最小时,点P的坐标.
【解析】
【分析】(1)由B、C坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)可设N(n,0),则可用n表示出△ABN的面积,由NM∥AC,可求得,则可用n表示出△AMN的面积,再利用二次函数的性质可求得其面积最大时n的值,即可求得N点的坐标;
(3)过点PD⊥x轴于点D,点E为M关于AC的对称点,作EF⊥x轴于点F,则PM+PC的最小值即为EF的长.求出直线AC的解析式,并证明,再由(2)知,利用中点公式可得E的坐标,再将点E的横坐标代入直线AC,从而得解.
【详解】(1)将点B,点C的坐标分别代入y=ax2+bx+4可得,
解得,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2+x+4;
(2)设点N的坐标为(n,0)(﹣2<n<8),则BN=n+2,CN=8﹣n.
∵B(﹣2,0),C(8,0),
∴BC=10,
在y=﹣x2+x+4中,令x=0,可解得y=4,
∴点A(0,4),OA=4,
∴S△ABN=BN•OA=(n+2)×4=2(n+2),
∵MN∥AC,
∴
∴
∴
∵﹣<0,
∴当n=3时,即N(3,0)时,△AMN的面积最大;
(3)如图,过点PD⊥x轴于点D,点E为M关于AC的对称点,作EF⊥x轴于点F,
,易得,当E、P、D三点共线时,可知PM+PC的最小值即为EF的长.
由(2)可得M(-1,2),
由A(0,4),B(-2,0),C(8,0),得直线AC:
在中,,
,
即是直角三角形,且,
∵M,E关于AC对称,
∴A(0,4)是ME的中点,由中点坐标公式得,
∴点P横坐标是1,代入,得y=,
则P(1,) .
(2021济南历城一模)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,点P为线段CA延长线上一动点,连接PB,将线段PB绕点P逆时针旋转,旋转角为α,得到线段PD,连接DB、DC.
(1)如图1,当α=60°时,请直接写出线段PA与线段CD的数量关系是 ,∠DCP为 度;
(2)如图2,当α=120°时,写出线段PA和线段DC的数量关系,并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,当AB=2时,求BP+PC的最小值.
【解答】解:(1)如图1中,
∵将线段PB绕点P逆时针旋转,旋转角为α,得到线段PD,
∴PB=PD,
∵AB=AC,PB=PD,∠BAC=∠BPD=60°,
∴△ABC,△PBD是等边三角形,
∴∠ABC=∠PBD=60°,
∴∠PBA=∠DBC,
∵BP=BD,BA=BC,
∴△PBA≌△DBC(SAS),
∴PA=DC.
设BD交PC于点O.
∵△PBA≌△DBC,
∴∠BPA=∠BDC,
∵∠BOP=∠COD,
∴∠OBP=∠OCD=60°,即∠DCP=60°.
故答案为:PA=DC;60;
(2)结论:CD=PA.
理由:如图2中,
∵AB=AC,PB=PD,∠BAC=∠BPD=120°,
∴BC=2•AB•cos30°=BA,BD═2BP•cos30°=BP,
∴,
∵∠ABC=∠PBD=30°,
∴∠ABP=∠CBD,
∴△CBD∽△ABP,
∴,
∴CD=PA.
(3)如图3,
∵AB=2,
∴AC=AB=2,
∵BP+PC=BP+(PA+2)=DP+PA+,
且DP+DC≥PA+AC,
即DP+DC≥PA+2,
即DP≥DC﹣DC+2,
∴=,
故最小值为.
(2022济南济阳九上期末)27.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
①求PD+PC的最小值;
②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+OQ的最小值.
【详解】1)将A(-3,0)、B(1,0)代入二次函数得,
解之得,∴二次函数的解析式为;
(2)①将二次函数配方得,
∴M(-1,4)
设直线AM的解析式为,将代入直线可得,
解得,
∴直线AM的解析式为,
过E作直线,平行于直线AM,且解析式为,
∵E在直线AM上方的抛物线上,
∴;
当直线与AM距离最大时,EF取得最大值,
∴当与抛物线只有一个交点时,EF取得最大值,
将直线的解析式代入抛物线得,
由题意可得,△=,经计算得,将代入二次方程可得,
,
∴,即E点的横坐标为-2,将代入抛物线得,
∴,
又∵⊥轴,
∴,将代入直线AM,
∴,
∵,
∴B、C两点关于轴对称,
∴,
∴,当P、B、D三点不共线时,
当P、B、D三点共线时,,
∴当P、B、D三点共线时PC+PD取得最小值,
在Rt△BHD中。DH=2,BH=3,∴BD=,
∴的最小值为;
②过Q作直线平行于轴,并在轴右侧该直线上取一点G,使得,
QG=,
∴,当三点共线时,
DQ+QG取得最小值,设Q(0,y),则,
∵QG∥轴,
∴,
∴,
∴的最小值为.
(2022济南槐荫一模)如图,直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线过点A.
(1)求出抛物线解析式的一般式;
(2)抛物线上的动点D在一次函数的图象下方,求面积的最大值,并求出此时点D的坐标;
(3)若点P为x轴上任意一点,在(2)的结论下,求的最小值.
【解析】
【分析】(1)利用函数求解坐标,再把的坐标代入二次函数解析式可得答案,
(2)过点作轴交于,得到,利用二次函数的性质可得答案,
(3)作点关于轴的对称点,连接交轴于点,过点作于点,交轴于点,证明,从而得到,从而可得答案.
【小问1详解】
解:令,解得:,
∴点,∴,
∴,∴,
即.
【小问2详解】
解:令,化简可得:
解得或,
如图,过点作轴交于,
设,,则,
∴,
所以:①当时,
;
②当时,
;
∴,
∴当时,的面积有最大值,最大值是,
此时点坐标为.
【小问3详解】
解:作点关于轴的对称点,连接交轴于点,过点作于点,交轴于点.
∵,,
∴,,
∴,
设 则
∴ ,
∴,
∵、关于轴对称,∴,
∴,此时最小.
∵,
∴,
∴,
∴的最小值是3
(2023济南济阳一模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线过原点,与x轴的正半轴交于点A,已知B点为抛物线的顶点,抛物线的对称轴与x轴交于点D.
(1)求a的值,并直接写出A、B两点的坐标;
(2)若P点是该抛物线对称轴上一点,且,求点P的坐标;
(3)如图2,若C点为线段BD上一点,求3BC+5AC的最小值.
解析】
【分析】(1)利用待定系数法求出函数的解析式,即可得到A、B两点的坐标;
(2)确定, 点P在上,过点P作于点E,设,则,根据,得到,求出,得到,列得方程,求出m,利用勾股定理求出即可;
(3)连接,过点C作于点M,过点A作于点N,证明,,得到,进而求出,当A、C、M三点共线,且三点连线垂直时,最小,根据,求出,最小值即为,则问题得解.
【小问1详解】
解:∵抛物线过原点,即过点,
则代入,得,
解得,
∴抛物线的解析式为,
∴顶点B的坐标为,
∵抛物线的对称轴为直线,且过原点,
∴抛物线与x轴的另一交点A的坐标为;
【小问2详解】
∵,
∴,
∴,,
∴点P在上,
如图,过点P作于点E,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得,
∵,
∴,
∴;
【小问3详解】
连接,过点C作于点M,过点A作于点N,
∵,
∴,
同理可证,,
∴,
∴,即,
∴,
∵当A、C、M三点共线,且三点连线垂直时,最小,
∴最小值为,如图所示,
∵,
∴,
∴最小值,
即
(2023济南槐荫三模)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,与轴交于、两点点在点的左侧,其中,, .
(1)求抛物线的解析式;
(2)线段上有一动点,连接,当的值最小时,请直接写出此时点的坐标和的最小值.
(3)如图2,点D为直线BC上方抛物线上一点,连接AD、BC交于点E,连接BD,记△BDE的面积为,的面积为,求的最大值.
【解析】
【分析】(1)根据点的坐标和的值可得出点的坐标,将点,的坐标代入抛物线,组成方程组,解之即可得出结论;
(2)令,可得点的坐标,由此可得,过点作,则,则,作点关于轴的对称点,过点作于点, 与轴的交点即为所求点,再根据直角三角形的三边关系可得出结论;
(3)过点作轴于点,交于点,过点作轴交的延长线于点,由此可得,则,设点的坐标,表达的长,再根据二次函数的性质可得结论.
【小问1详解】
解:∵
∴
∵
∴,
将、的坐标代入
得:
∴
∴抛物线的解析式为:;
【小问2详解】
解:由,
令,即,
解得:,
∴,
∴,
∴
作点关于轴的对称点,过点作于点, 与轴的交点即为所求点,连接,
,
,
,
,
,
,
,
综上所述,当时,的最小值为;
【小问3详解】
如图,过作轴于点,交于, 过作轴交延长线于,
设直线解析式为:,
由(1)得:,
将, 分别代入得:,
解得:,
直线的表达式为:,
,故的横坐标,代入,得:,
,
,
设,则,
,
轴于点,轴,
,
,
,
将、分别看作、为底边,则它们的高相同,
,
,
时,有最大值,最大值为
(2023年历城三模)如图1,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,已知点A的横坐标为,点C的纵坐标为3.
(1)求该抛物线的解析式,并写出其对称轴;
(2)设点P是抛物线对称轴第一象限部分上一点,连接,将线段绕点顺时针旋转,点A的对应点为D,若点D恰好落在该抛物线上,求点P的坐标;
(3)如图2,连接,若点是直线上方抛物线上一点,点为轴上一点,当面积最大时,求的最小值.
【解析】
【分析】(1)将,代入抛物线即可得出抛物线的解析式,利用对称轴的公式可得出对称轴直线解析式;
(2)设对称轴直线交轴于点,作于点,由此得出,设点,可表达点的坐标;再根据点的位置进行分情况讨论;
(3)过点作于点,交于点,根据的面积最大时可得点的坐标,作,过点作于点,过点作于交轴于点,轴于点,由此可得,即的最小值为,再求出的最值即可.
【小问1详解】
解:由题意可得,点的坐标为,点的坐标为,
将,代入抛物线,
,解得,
抛物线的解析式为:;
其对称轴为直线,即;
【小问2详解】
设对称轴直线交轴于点,作于,
由旋转的性质可知:,
,,
,
又,
,
,,
设点,
①当点在轴上方时,有,
则:,
整理得,解得,(舍去);
②当点在轴下方时,有,
则:,
整理得,解得,(舍去);
综上所述,点的坐标为或.
【小问3详解】
令,解得或,
,
直线的解析式:;
如图,过点作于点,交于点,
设点,,
,
,
当时,的面积有最大值,
,.
作,过点作于点,过点作于交轴于点,轴于点,
,,
,
,
的最小值为,
,,
,
,
,,
,
,
,
的最小值为
(2024四川成都模拟)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.
【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.
1
学科网(北京)股份有限公司
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宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来
冲刺2025年中考之胡不归最值
模型典故(“胡不归”问题)
有一则古老的历史故事:说的是一个身在他乡的小伙子,得知父亲病危的消息后便日夜赶路回家.然而,当他气喘吁吁地来到父亲的面前时,老人刚刚咽气了.人们告诉他,在弥留之际,老人在不断喃喃地叨念:“胡不归?胡不归?……”
早期的科学家曾为这则古老传说中的小伙子设想了一条路线:如图1-1所示,A是出发地,B是目的地;AC是一条驿道,而驿道靠目的地的一侧全是砂土地带.为了急切回家,小伙子选择了直线路程AB.但是,他忽略了在驿道上行走要比在砂土地带行走快的这一因素.如果他能选择一条合适的路线(尽管这条路线长一些,但是速度却可以加快),是可以提前抵达家门的.
用现代的数学语言表达出来就是:
已知在驿道和砂地上行走的速度分别为V1和V2,在驿道上找一定点C,使从A至C再至B的行走时间最短.
于是,问题在于如何去找出C点.这个古老的“胡不归”问题风靡了一千多年,一直到十七世纪中叶,才由法国著名科学家费尔马揭开了它的面纱.
【模型建立】
如图,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+kAC的最小值.
构造射线AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=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.
解题一般步骤:
①胡不归问题可以看作是路径问题,先确定起点与终点,一般带系数的定点为起点,不带系数的定点为
终点,(如果都带系数,需要将较大系数提出来)
②过起点作一条直线,使其与动点所在直线夹角为α,且sinα=k,
③过终点作这条直线的垂线,与动点所在直线的交点为动点最小值点,垂线段为胡不归最小值。
题型1、已有相关角度直接作垂直
例1、如图,,,C(1,0),D为射线AO上一点,一动点P从A出发,运动路径为,在AD上的速度为4个单位/秒,在CD上的速度为1个单位/秒,则整个运动时间最少时,D的坐标为 .
例2、如图,在菱形中,,,对角线、相交于点,点在线段上,且,点为线段上的一个动点,则的最小值为 .
【模考专练】
(2019济南高新二模)如图,在平面直角些标系中,二次函数y=ax2+bx﹣的图象经过点A(﹣1,0),C(2,0),与y轴交于点B,其对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数的表达式及其顶点的坐标;
(2)若P为y轴上的一个动点,连接PD,求PB+PD的最小值;
(3)M(x,t)为抛物线对称轴上一个动点,若平面内存在点N,使得以A、B、M、N为顶点的四边形为菱形,则这样的点N共有 个.
(2024淄博一模)如图,在边长为6的菱形中,,连接,点 E,F分别是边,上的动点,且,连接,,.
(1)如图①,当点E是边的中点时,求的度数;
(2)如图②,当点E是边上任意一点时,的度数是否发生改变?若不改变,请证明:若发生改变,请说明理由;
(3)若点P是线段上的一个动点,连接,求的最小值.
题型2、构造相关角度再作垂直
例3、如图,在中,,若D是边上的动点,则的最小值是( )
A.6 B.8 C.10 D.12
例2、如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足为D,P为线段AD上的一动点,连接PB、PC.则PA+2PB的最小值为 .
【模考专练】
(2020济南市中二模)如图①,在矩形OABC中,OA=4,OC=3,分别以OC、OA所在的直线为x轴、y轴,建立如图所示的坐标系,连接OB,反比例函数y=(x>0)的图象经过线段OB的中点D,并与矩形的两边交于点E和点F,直线l:y=kx+b经过点E和点F.
(1)写出中点D的坐标 ,并求出反比例函数的解析式;
(2)连接OE、OF,求△OEF面积;
(3)如图②,将线段OB绕点O顺时针旋转一定角度,使得点B的对应点H恰好落在x轴的正半轴上,连接BH,作OM⊥BH,点N为线段OM上的一个动点,求HN+ON的最小值.
(2020济南历城三模)如图,已知二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴交于点B(-2,0)、点C(8,0)两点,与y轴交于点A.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接AC、AB,若点N在线段BC上运动(不与点B、C重合),过点N作NM∥AC,交AB于点M,当△AMN面积最大时,求N点的坐标;
(3)连接OM,在(2)的结论下,线段AC上有一动点P,连接PM,求PM+PC的值最小时,点P的坐标.
(2021济南历城一模)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,点P为线段CA延长线上一动点,连接PB,将线段PB绕点P逆时针旋转,旋转角为α,得到线段PD,连接DB、DC.
(1)如图1,当α=60°时,请直接写出线段PA与线段CD的数量关系是 ,∠DCP为 度;
(2)如图2,当α=120°时,写出线段PA和线段DC的数量关系,并说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,当AB=2时,求BP+PC的最小值.
(2022济南济阳九上期末)27.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:
①求PD+PC的最小值;
②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+OQ的最小值.
(2022济南槐荫一模)如图,直线与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线过点A.
(1)求出抛物线解析式的一般式;
(2)抛物线上的动点D在一次函数的图象下方,求面积的最大值,并求出此时点D的坐标;
(3)若点P为x轴上任意一点,在(2)的结论下,求的最小值.
(2023济南济阳一模)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线过原点,与x轴的正半轴交于点A,已知B点为抛物线的顶点,抛物线的对称轴与x轴交于点D.
(1)求a的值,并直接写出A、B两点的坐标;
(2)若P点是该抛物线对称轴上一点,且,求点P的坐标;
(3)如图2,若C点为线段BD上一点,求3BC+5AC的最小值.
(2023济南槐荫三模)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,与轴交于、两点点在点的左侧,其中,, .
(1)求抛物线的解析式;
(2)线段上有一动点,连接,当的值最小时,请直接写出此时点的坐标和的最小值.
(3)如图2,点D为直线BC上方抛物线上一点,连接AD、BC交于点E,连接BD,记△BDE的面积为,的面积为,求的最大值.
(2023年历城三模)如图1,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,已知点A的横坐标为,点C的纵坐标为3.
(1)求该抛物线的解析式,并写出其对称轴;
(2)设点P是抛物线对称轴第一象限部分上一点,连接,将线段绕点顺时针旋转,点A的对应点为D,若点D恰好落在该抛物线上,求点P的坐标;
(3)如图2,连接,若点是直线上方抛物线上一点,点为轴上一点,当面积最大时,求的最小值.
(2024四川成都模拟)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.
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