内容正文:
专题12.解直角三角形的最值模型之胡不归模型
胡不归模型可看作将军饮马衍生,主要考查转化与化归等的数学思想,近年在中考数学和各地的模拟考中常以压轴题的形式考查,学生不易把握。本专题就最值模型中的胡不归问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。在解决胡不归问题主要依据是:点到线的距离垂线段最短。
1
模型来源 1
真题现模型 2
提炼模型 4
模型运用 4
模型1.胡不归模型(最值模型) 4
13
胡不归模型源自一个感伤的数学故事:相传古代一位姓胡的少年在外求学,得知父亲病危后,立即从位置A出发赶往家乡B。他本认为“两点之间线段最短”,于是直接穿越砂石地直线奔向家中,但因砂石地行走速度V1较慢(驿道速度V2更快),最终迟到,父亲已在弥留之际不断呼唤“胡不归”(意为“为何不归?”),未能见上最后一面。邻居事后提出优化建议:若少年先沿驿道行至某点C,再转向砂石地直奔B点,总时间可缩短(公式为 ,这便催生了求“BC + k·AC最小值”的几何问题,其中k为速度比 (0<k<1)。这则故事因情感真挚,成为初中数学经典模型,常被用于讲解路径优化和三角构造技巧。
(25-26九年级上·吉林长校考期中)【模型认知】如图①,,,为上动点,求的最小值.
第一步:如图②,由于,在直线异于点一侧构造;
第二步:如图③,过点作于,得,即;
第三步:如图④,过点作于,(____▲____);
第四步:,最小值为.
“▲”处应填写的推理依据为_________.
【模型探究】如图⑤,中,,,为上一点,求的最小值.
解:过点作延长线于点,
∵四边形是平行四边形,∴,∴,∴,
∵,
∴当最小时有最小值,此时、、三点在同一条直线上,
(1)用圆规和无刻度的直尺在图⑤中完成辅助线作图;(2)补全解题过程中缺失部分;
【模型应用】如图⑥,在平面直角坐标系中,一次函数分别交轴、轴于、两点,若为轴上的一动点,则的最小值为_________.
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.(注意与阿氏圆模型的区分)。
1),记,即求BC+kAC的最小值.
2)构造射线AD使得sin∠DAN=k,,CH=kAC,将问题转化为求BC+CH最小值.
3)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.
【解题关键】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.(若k>1,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可)。
【最值原理】垂线段最短。
模型1.胡不归模型(最值模型)
例1(2025·湖南邵阳·三模)如图,在中,,.分别以点和为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于两点.连接,交边于点.连接,则的度数为 .若,点是线段上的一个动点,连接,则的最小值是 .
例2(2025·江苏一模)如图,在中,,,为边上的一个动点(不与、重合),连接,则的最小值是
A. B. C. D.8
例3(2025·四川·校考模拟预测)如图,平行四边形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P为边CD上的一动点,则的最小值等于________.
例4(24-25九年级上·四川成都·期末)如图,在矩形中,,,E为的中点,连接,若点M是线段上一动点,则的最小值为 .
例5(25-26上·四川乐山·九年级统考期末)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6(2025·山东德州·校考二模)二次函数 的图象如图所示,其对称轴 ,且与x轴交于,点,点P为x轴上一动点,则的最小值为 .
例7(24-25·湖北武汉·九年级期末)如图,▱中,,,为边上一点,则的最小值为______.
例8(2023·四川自贡·统考中考真题)如图,直线与x轴,y轴分别交于A,B两点,点D是线段AB上一动点,点H是直线上的一动点,动点,连接.当取最小值时,的最小值是 .
例9(2025·广东佛山·校考一模)在边长为1的正方形中,是边的中点,是对角线上的动点,则的最小值为 ___________.
例10(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,二次函数的图象交x轴于A、B两点,交y轴于点C,连接.(1)直接写出点B、C的坐标,B________;C________.
(2)点P是y轴右侧抛物线上的一点,连接、.若的面积,求点P的坐标.
(3)设E为线段上任意一点(不含端点),连接,一动点M从点A出发,沿线段以每秒1个单位速度运动到E点,再沿线段以每秒2个单位的速度运动到C后停止,求点M运动时间的最小值.
1.(2025·四川乐山·校考二模)如图,菱形中,,,是对角线上的任意一点,则的最小值为( ).
A. B. C. D.
2.(24-25九年级下·江苏盐城·期中)如图,平面直角坐标系中,一次函数分别交轴、轴于、两点,若是轴上的动点,则的最小值( )
A. B. C. D.
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)如图,中,,,于点D,若点E是线段上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.10
4.(2025·山东校考一模)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 .
5.(2025·河南漯河·一模)如图,在矩形中,,,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 .
6.(2025·陕西渭南·二模)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.(2025·广西校考一模)如图所示,在中,,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,则 .
8.(24-25九年级下·陕西西安·期中)如图,在中,,,,D、F分别是边、上的动点,连接,过点A作交于点E,垂足为G,连接,则的最小值为 .
9.(25-26上·四川成都·九年级校考期中)如图,在矩形中,,,点E,F分别在边上,且,沿直线翻折,点A的对应点恰好落在对角线上,点B的对应点为,点M为线段上一动点,则的最小值为 .
10.(25-26九年级上·广东·期中)如图,在菱形中,是边上一个动点,连接的垂直平分线交于点,交于点,连接.求的最小值.
11.(2025·天津红桥·二模)如图,在每个小正方形的边长为1的网格中,等腰直角三角形的顶点A在格点上,,以为直径的半圆与边的交点D在网格线上.
(1)的值等于 ;(2)若P为边上的动点,当.取得最小值时,请用无刻度的直尺,在如图所示的网格中,画出点P,并简要说明点P的位置是如何找到的(不要求证明) .
12.(25-26九年级上·辽宁大连·阶段练习)有一则历史放事:
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,老人在不断喃喃叨念:“胡不归?胡不归?…”
我们一起来看看小伙子回家路况:
小伙子选择了什么路线?很多同学都认为:两点之间线段最短.
我们研究的不是最短路径,而是最短时间,小伙子有没有可能先在驿道上走一程后,再走沙砾地,虽然多走了路,但反而总用时更短呢?如果存在这种可能,他又要在驿道上行走多远才最省时?
设在沙砾地行驶速度为,在驿道行驶速度为,显然.
假设从C处进入沙砾地,总共用时为t,则,因为及是确定的,所以只要最小.用时就最少,问题就转化为要求的最小值,我们可以画一条以C为端点的线段,使其等于,并且与线段位于的两侧,然后,根据两点之间线段最短,不难找到最小值点,由三角函数的定义,以为一边作. ,然后,作,则,最后,当点B、C、E在一条直线上时,最小,即的值最小,即用时最少、这类问题成为“胡不归”问题.请根据上述信息解答下列问题:
(1)在中,,,,P是边上一个动点,则的最小值为 ;
(2)已知抛物线与x轴交于,,C是抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点D.
①求抛物线解析式;②若点P是抛物线对称轴上一点,,连接PB,求的最小值.
13.(24-25八年级下·四川绵阳·阶段练习)如图,直线分别交轴,轴于点,点,点在轴正半轴上,且,点在直线上,点是轴上的一个动点,设点P横坐标为t.
(1)求直线的函数解析式;(2)连接,,若面积等于面积的,求t的值;
(3)求的最小值.
14.(2025·山东济南·一模)实践与探究
【问题情境】(1)①如图1,,,,分别为边上的点,,且,则______;②如图2,将①中的绕点顺时针旋转,则所在直线较小夹角的度数为______.
【探究实践】(2)如图3,矩形,,,为边上的动点,为边上的动点,,连接,作于点,连接.当的长度最小时,求的长.
【拓展应用】(3)如图4,,,,,为中点,连接,分别为线段上的动点,且,请直接写出的最小值.
15.(24-25九年级下·重庆沙坪坝·阶段练习)在等腰△ABC中,AB=AC=,D、E两点在△ABC边上运动.(1)如图1,当∠BAC=120°时,D在边BC上,E在边AC上,BD=CE=2,求△ADE的面积.
(2)如图2,当∠BAC=60°时,D在边BC上,E在AC延长线上,BD=CE,连接AD、BE,取BE中点F,连接CF,H为CF上一点,G为AD上一点,连接BG、HG,且满足CH=AG,求证:∠BGH=60°.
(3)如图3,当∠A=90°时,D在边AC上,E在边AB上,连接DE,求CD+DE的最小值.
16.(24-25九年级上·重庆巴南·月考)如图,中,,,点D是射线上一点,连接,过点C作于点E,过点A作交于点F.
(1)如图1,点D在线段上,,,求的面积;
(2)如图2,点D在延长线上,若,过点F作于点H,连接,求证:;
(3)如图3,点D在的延长线上,,,点N在的延长线上,点M在的延长线上,且,连接、,当取得最小值时,请直接写出的面积.
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专题12.解直角三角形的最值模型之胡不归模型
胡不归模型可看作将军饮马衍生,主要考查转化与化归等的数学思想,近年在中考数学和各地的模拟考中常以压轴题的形式考查,学生不易把握。本专题就最值模型中的胡不归问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。在解决胡不归问题主要依据是:点到线的距离垂线段最短。
1
模型来源 1
真题现模型 2
提炼模型 4
模型运用 4
模型1.胡不归模型(最值模型) 4
13
胡不归模型源自一个感伤的数学故事:相传古代一位姓胡的少年在外求学,得知父亲病危后,立即从位置A出发赶往家乡B。他本认为“两点之间线段最短”,于是直接穿越砂石地直线奔向家中,但因砂石地行走速度V1较慢(驿道速度V2更快),最终迟到,父亲已在弥留之际不断呼唤“胡不归”(意为“为何不归?”),未能见上最后一面。邻居事后提出优化建议:若少年先沿驿道行至某点C,再转向砂石地直奔B点,总时间可缩短(公式为 ,这便催生了求“BC + k·AC最小值”的几何问题,其中k为速度比 (0<k<1)。这则故事因情感真挚,成为初中数学经典模型,常被用于讲解路径优化和三角构造技巧。
(25-26九年级上·吉林长校考期中)【模型认知】如图①,,,为上动点,求的最小值.
第一步:如图②,由于,在直线异于点一侧构造;
第二步:如图③,过点作于,得,即;
第三步:如图④,过点作于,(____▲____);
第四步:,最小值为.
“▲”处应填写的推理依据为_________.
【模型探究】如图⑤,中,,,为上一点,求的最小值.
解:过点作延长线于点,
∵四边形是平行四边形,∴,∴,∴,
∵,
∴当最小时有最小值,此时、、三点在同一条直线上,
(1)用圆规和无刻度的直尺在图⑤中完成辅助线作图;(2)补全解题过程中缺失部分;
【模型应用】如图⑥,在平面直角坐标系中,一次函数分别交轴、轴于、两点,若为轴上的一动点,则的最小值为_________.
【答案】模型认知:垂线段最短;模型探究:(1)见解析;(2);模型应用:6
【详解】解:模型认知:由题意得,“▲”处应填写的推理依据为垂线段最短;
模型探究:(1)如图所示,即为所求;
(2)过点作延长线于点,
∵四边形是平行四边形,∴,∴,
∴是等腰直角三角形,∴,∵,
∴当最小时,有最小值,此时、、三点在同一条直线上,
∴此时是等腰直角三角形,∴,,∴的最小值为;
模型应用:如图所示,作,过点C作于D,则;
在中,当时,,当时,,
∴,∴,∴,,
∴,∴;∵,
∴当有最小值时有最小值,此时B、C、D三点共线,
在中,,∴的最小值为6.
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.(注意与阿氏圆模型的区分)。
1),记,即求BC+kAC的最小值.
2)构造射线AD使得sin∠DAN=k,,CH=kAC,将问题转化为求BC+CH最小值.
3)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.
【解题关键】在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.(若k>1,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可)。
【最值原理】垂线段最短。
模型1.胡不归模型(最值模型)
例1(2025·湖南邵阳·三模)如图,在中,,.分别以点和为圆心,以大于的长为半径作弧,两弧相交于两点.连接,交边于点.连接,则的度数为 .若,点是线段上的一个动点,连接,则的最小值是 .
【答案】 /30度
【详解】解:由作图可知,为线段的垂直平分线,
∴,∴,过点作于,则,
∵,∴,∴,
当点三点共线且时,的值最小,最小值为的长,如图,
∵,,∴,
∵,∴,∴,∴,
∴,∴的最小值是,故答案为:,.
例2(2025·江苏一模)如图,在中,,,为边上的一个动点(不与、重合),连接,则的最小值是
A. B. C. D.8
【答案】
【解答】解:如图,以为斜边在下方作等腰,过作于,
,,,,
,,,的最小值为.故选:.
例3(2025·四川·校考模拟预测)如图,平行四边形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P为边CD上的一动点,则的最小值等于________.
【答案】
【详解】过点P作PQ⊥AD,垂足为Q,
∵四边形ABCD是平行四边形,∴DC//AB,∴∠QDP=∠DAB=60°,
∴PQ=PD•sin∠QDP=PD,∴=BP+PQ,∴当点B、P、Q三点共线时有最小值,
∴的最小值为,故答案为:3.
例4(24-25九年级上·四川成都·期末)如图,在矩形中,,,E为的中点,连接,若点M是线段上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:∵在矩形中,,,∴,,
∵E为的中点,∴,如图,过M点作于,
∴,∴,∴,∴,∴,
作关于的轴对称图形,记为,G为的中点,连接与交于点R,
∴,,∴,
过G点作于H,则,∵,∴,
又∵,∴,∴的面积的面积,
∵,∴,∴,∴,
∴,∴的最小值为,故答案为.
例5(25-26上·四川乐山·九年级统考期末)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
【答案】D
【详解】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6(2025·山东德州·校考二模)二次函数 的图象如图所示,其对称轴 ,且与x轴交于,点,点P为x轴上一动点,则的最小值为 .
【答案】4
【详解】解:如图,过点C作交y轴于点E,过点P作于点F,过点D作于点H,由题意得,解得,所以二次函数的解析式为,
令,则,,令,则,解得,,,,
,,,,
,,
当D,P,F三点共线时,取最小值,
,,,,,,
而在中,,,即取最小值为,
的最小值为.故答案为:4.
例7(24-25·湖北武汉·九年级期末)如图,▱中,,,为边上一点,则的最小值为______.
【答案】
【详解】如图,过点作,交的延长线于,
四边形是平行四边形,,∴
∵PH丄AD∴∴,,
∴
当点,点,点三点共线时,HP+PB有最小值,即有最小值,
此时 ,,,∴ ,
则最小值为,故答案为:.
例8(2023·四川自贡·统考中考真题)如图,直线与x轴,y轴分别交于A,B两点,点D是线段AB上一动点,点H是直线上的一动点,动点,连接.当取最小值时,的最小值是 .
【答案】
【详解】解:∵直线与x轴,y轴分别交于A,B两点,∴,,
作点B关于x轴的对称点,把点向右平移3个单位得到,
作于点D,交x轴于点F,过点作交x轴于点E,则四边形是平行四边形,
此时,,∴有最小值,作轴于点P,
则,,∵,∴,∴,
∴,即,∴,则,设直线的解析式为,
则,解得,∴直线的解析式为,
联立,,解得,即;过点D作轴于点G,
直线与x轴的交点为,则,∴,
∴,∴,
即的最小值是,故答案为:.
例9(2025·广东佛山·校考一模)在边长为1的正方形中,是边的中点,是对角线上的动点,则的最小值为 ___________.
【答案】0
【详解】解:如图,作于,
∵四边形是正方形,,,的最小值为0,
∵,∴的最小值为0,故答案为:0.
例10(24-25九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,二次函数的图象交x轴于A、B两点,交y轴于点C,连接.(1)直接写出点B、C的坐标,B________;C________.
(2)点P是y轴右侧抛物线上的一点,连接、.若的面积,求点P的坐标.
(3)设E为线段上任意一点(不含端点),连接,一动点M从点A出发,沿线段以每秒1个单位速度运动到E点,再沿线段以每秒2个单位的速度运动到C后停止,求点M运动时间的最小值.
【答案】(1),(2)或或(3)点M的运动时间的最小值为7秒
【详解】(1)解:当时,,
当时,,解得:,,故答案为:,;
(2)解:设x轴上点D,使得的面积,,解得:,
,,则可求直线解析式为:,故点D坐标为或,
当D坐标为时,过点D平行于的直线l与抛物线交点为满足条件的P,
则可求得直线l的解析式为:,
求直线l与抛物线交点得:,解得:,,
则P点坐标为或,同理当点D坐标为时,直线l的解析式为,
求直线l与抛物线交点得:,解得:(舍弃),,
则点P坐标为,综上满足条件P点坐标为:或或;
(3)解:如图,在x轴上取一点G,连接CG,使得,作于N.作于交BC于.
,,,
,直线的解析式为,
点M的运动时间, ,点M的运动时间,
根据垂线段最短可知,当A,E,N关系,点N与重合,点E与重合时,点M的运动时间最少.
由题意,,,点M的运动时间的最小值为7秒,此时.
1.(2025·四川乐山·校考二模)如图,菱形中,,,是对角线上的任意一点,则的最小值为( ).
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图:过点E作,过点B作,连接.
∵在菱形中,,∴,
∵,∴,,即.
∴.∴.∵
∴当时,即F与重合时,有最小值
∴的最小值.故选B.
2.(24-25九年级下·江苏盐城·期中)如图,平面直角坐标系中,一次函数分别交轴、轴于、两点,若是轴上的动点,则的最小值( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,作点的对称点,作于点,
一次函数交轴于点,当时,,当时,,
,,,,,,,
在的延长线上取,,作于,
,,当、、在同一条直线上时,最小,
过点作于,在中,,
,最小值是,
最小值是,故选:B.
3.(2025·黑龙江齐齐哈尔·二模)如图,中,,,于点D,若点E是线段上一动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.10
【答案】A
【详解】解:过点E作于点F,过点C作于点M,交于点N,如图所示:
∵,∴,∵,∴,
∴,∴设,,则,
∴,∴,∴,
∵垂线段最短,∴当点E在点N处时,最小,即最小,此时,
∵,,∴,∵,∴,
解得:,负值舍去,∴的最小值为,故A正确.故选:A.
4.(2025·山东校考一模)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 .
【答案】
【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),∴∴
5.(2025·河南漯河·一模)如图,在矩形中,,,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 .
【答案】
【详解】解:过作,∵四边形矩形,∴,,
∴,,
∴,∴,在中,,∴,
∴当三点共线时,取得最小值,∵,∴,
在中,,即的最小值为,故答案为:.
6.(2025·陕西渭南·二模)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.(2025·广西校考一模)如图所示,在中,,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,则 .
【答案】
【详解】解:作,过M作交于一点即为点P,
∵,∴,∴,∴当时的值最小,
∴在中,,故答案为;
8.(24-25九年级下·陕西西安·期中)如图,在中,,,,D、F分别是边、上的动点,连接,过点A作交于点E,垂足为G,连接,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:,,点在以为直径的圆上运动,
过作,作于,如图,
,,在中,,
,当、、共线时,最小,过作于,
在中,,,,,,,
作于,四边形是矩形,,
,,,最小值为,
最小值为.故答案为:.
9.(25-26上·四川成都·九年级校考期中)如图,在矩形中,,,点E,F分别在边上,且,沿直线翻折,点A的对应点恰好落在对角线上,点B的对应点为,点M为线段上一动点,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,作于H,作于L,
在矩形中,,,,, ,
∵沿直线翻折,点A的对应点恰好落在对角线上,∴,,∴,
又∵,∴,∴,∴,∴,∴,
∵,∴,∴,∴,
∴当E、M、L三点共线时,最小,最小值为的长,
∴,∴的最小值为,故答案为:.
10.(25-26九年级上·广东·期中)如图,在菱形中,是边上一个动点,连接的垂直平分线交于点,交于点,连接.求的最小值.
【答案】
【详解】解:如图,过点作于点,连接,过点作于点,
四边形是菱形,,,,
的垂直平分线是,,
,的最小值为,
,,的最小值为.
11.(2025·天津红桥·二模)如图,在每个小正方形的边长为1的网格中,等腰直角三角形的顶点A在格点上,,以为直径的半圆与边的交点D在网格线上.
(1)的值等于 ;(2)若P为边上的动点,当.取得最小值时,请用无刻度的直尺,在如图所示的网格中,画出点P,并简要说明点P的位置是如何找到的(不要求证明) .
【答案】 作图见解析,连接与网格线交于点,取与网格线交点,连接与网格线交于点,连接,与半圆相交于点,连接并延长,与相交于点,点即为所求.
【详解】解:(1)连接,∵为直径,∴,
∵等腰直角三角形,∴,∴,∴;
(2)在左侧,作,,
则,当点、、三点共线的时候,取得最小值,即取得最小值,此时 ,,
则是等边三角形,过点作,交于点,交于点,则为中点,为中点,
∴过中点,作的平行线,与圆交于点,与的交点,即可确定点,用无刻度直尺作图如下,连接与网格线交于点,取与网格线交点,连接与网格线交于点,连接,与半圆相交于点,连接并延长,与相交于点,点即为所求.
12.(25-26九年级上·辽宁大连·阶段练习)有一则历史放事:
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,老人在不断喃喃叨念:“胡不归?胡不归?…”
我们一起来看看小伙子回家路况:
小伙子选择了什么路线?很多同学都认为:两点之间线段最短.
我们研究的不是最短路径,而是最短时间,小伙子有没有可能先在驿道上走一程后,再走沙砾地,虽然多走了路,但反而总用时更短呢?如果存在这种可能,他又要在驿道上行走多远才最省时?
设在沙砾地行驶速度为,在驿道行驶速度为,显然.
假设从C处进入沙砾地,总共用时为t,则,因为及是确定的,所以只要最小.用时就最少,问题就转化为要求的最小值,我们可以画一条以C为端点的线段,使其等于,并且与线段位于的两侧,然后,根据两点之间线段最短,不难找到最小值点,由三角函数的定义,以为一边作. ,然后,作,则,最后,当点B、C、E在一条直线上时,最小,即的值最小,即用时最少、这类问题成为“胡不归”问题.请根据上述信息解答下列问题:
(1)在中,,,,P是边上一个动点,则的最小值为 ;
(2)已知抛物线与x轴交于,,C是抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点D.
①求抛物线解析式;②若点P是抛物线对称轴上一点,,连接PB,求的最小值.
【答案】(1)(2)①;②
【详解】(1)解:延长到点D,使得,如图,
则为等边三角形,过点B作交于点P,则此时最小,
∵为等边三角形,∴,∴,∴,
则,故答案为:;
(2)解:①由题意得,
∴,解得,故抛物线的解析式为;
②过点B作交于点P,如图,
则此时的值最小,∵,∴,
则,∴,那么,,
13.(24-25八年级下·四川绵阳·阶段练习)如图,直线分别交轴,轴于点,点,点在轴正半轴上,且,点在直线上,点是轴上的一个动点,设点P横坐标为t.
(1)求直线的函数解析式;(2)连接,,若面积等于面积的,求t的值;
(3)求的最小值.
【答案】(1)(2)10或(3)
【详解】(1)解:∵直线分别交轴,轴于点,点,
将代入,解得,将代入,解得,
∴,,∴,,∵,∴,
设直线的解析式为.将,代入得
,解得,∴直线的解析式为;
(2)解:如图:
∵设点横坐标为,,∴,∵点在直线:上,
将代入解得,∴,
∵面积等于面积的,∴,
∴解得:或.
(3)如图,过点作点,
在中,∵,∴,
∴,∴,
在,根据勾股定理得,,∴;
当点、、三点共线时,为的最小值,
在中,∵,∴,
∵,根据勾股定理,得∴的最小值为.
14.(2025·山东济南·一模)实践与探究
【问题情境】(1)①如图1,,,,分别为边上的点,,且,则______;②如图2,将①中的绕点顺时针旋转,则所在直线较小夹角的度数为______.
【探究实践】(2)如图3,矩形,,,为边上的动点,为边上的动点,,连接,作于点,连接.当的长度最小时,求的长.
【拓展应用】(3)如图4,,,,,为中点,连接,分别为线段上的动点,且,请直接写出的最小值.
【答案】(1)①;②;(2)2;(3)
【详解】解:(1)①,,,故答案为:;
②如图,延长交于,令交于,
由①可得,由旋转的性质可得:,
,,,
所在直线较小夹角的度数为,故答案为:;
(2)延长,相交于点,连接.
四边形是矩形,,,∴,
,∴,∴,∴点为中点, ,
∵于点,∴在中,,
∵在中,,且为定值,∴当,三点共线时取得最小值,
∵,∴,此时为等边三角形,.
(3)如图,分别过点和作垂线,两线相交于点,连接、、,则,
,,,,为中点,
,,,
为等边三角形,,,
,,,,,
,,,,四点共圆,
,, 在中,,
,,
在中,,的最小值为.
15.(24-25九年级下·重庆沙坪坝·阶段练习)在等腰△ABC中,AB=AC=,D、E两点在△ABC边上运动.(1)如图1,当∠BAC=120°时,D在边BC上,E在边AC上,BD=CE=2,求△ADE的面积.
(2)如图2,当∠BAC=60°时,D在边BC上,E在AC延长线上,BD=CE,连接AD、BE,取BE中点F,连接CF,H为CF上一点,G为AD上一点,连接BG、HG,且满足CH=AG,求证:∠BGH=60°.
(3)如图3,当∠A=90°时,D在边AC上,E在边AB上,连接DE,求CD+DE的最小值.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)
【详解】(1)如图,过点作于点,过点作于点,
∵AB=AC=,∠BAC=120°∴
∴, ∴
∵BD=CE=2∴,
∴;
(2)如图,边上作,连接、,连接
∵BD=CE∴∵点F是BE中点∴ ∴
∵∠BAC=60°,AB=AC=∴ ∴为等边三角形∴
∴ ∴ ∴∴,即
∴∴∴, ∴
∵ ∴
∴;
(3)如图,过点作交于点,延长线上,作,连接、,过点作交于点、交于点
∵AB=AC=,∠A=90°∴,
∵,即 ∴∴
∵ ∴ ∴
∵,且 ∴∴
设 则
∴ ∴
∵随着的增大而增大 ∴当时,取最小值,即取最小值,,
∴最小值为:.
16.(24-25九年级上·重庆巴南·月考)如图,中,,,点D是射线上一点,连接,过点C作于点E,过点A作交于点F.
(1)如图1,点D在线段上,,,求的面积;
(2)如图2,点D在延长线上,若,过点F作于点H,连接,求证:;
(3)如图3,点D在的延长线上,,,点N在的延长线上,点M在的延长线上,且,连接、,当取得最小值时,请直接写出的面积.
【答案】(1)(2)证明见解析(3)
【详解】(1)解:如图1,过点作于点,
∵,,,
,,∴,∴,
在中,,,∴,∴,
在中,,∴,
,∴;
(2)证明:如图2,过点作交延长线于点,
∵,,,
,,,
,,∴,,
∵,∴,∵,∴,,
∵,,∵,
∵,,∴,
,,
∴,,,
∵,∴,,即.
(3)解:如图3,取,作,.
,,,,∴,
,,,,,
,,,,
如图4,当,重合时,取最小值,此时,
∵,∴,,
∴,∴,∴,
∵,∴,,
∴,过作于点,∵,∴,
∵,∴,.
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