内容正文:
专题04 最值问题(几何压轴,压轴题专练)
命题预测
以常见几何图形(正方形、平行四边形、圆)为背景,结合动点、折叠等情境,考查线段、周长或面积的最值问题。题目注重基础图形性质与简单推理,计算常规,侧重几何直观与基本思路,难度梯度合理,突出对几何分析和基本解题方法的考查。
高频考法
1. 一条动线段的最值问题(热点)
2. 两条动线段的最值问题(重点)
3. 三条动线段的最值问题
典例·靶向·突破
题型1 一条动线段的最值问题
技巧:求一条线段最值
1.轨迹为直线型
条件:点A为直线l外一定点,点P为直线l上一动点,求AP的最小值
结论:AP⊥l时,取得最小值。
2.轨迹为曲线型(圆弧)
点圆最值:如图,已知平面内一定点D和⊙O上一动点E,设点O与点D之间的距离为d,⊙O的半径为r,求DE的最值。
求关于圆上一动点与直线上一点的最值时,常用线圆求最值,
具体如下:
线圆求最值:如图,已知⊙O及直线l,设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,点Q为⊙O
上一点,求点Q到直线l的最值。
【典例1】如图,矩形中,,,动点E,F分别从点A,C同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿,向终点B,D运动,过点E,F作直线l,过点A作直线l的垂线,垂足为G,则的最大值为______.
【典例2】如图,已知菱形中,,,点E,F分别为边上的两个动点,始终保持,连接,取中点G并连接,则的最小值是________.
【典例3】已知:是的直径,,是的切线,是上一动点,若,,,则的面积的最小值是
题型2 两条动线段的最值问题(不含系数型)
技巧:1.动点轨迹为直线型
情形一:将军饮马
条件:P为直线l上一动点,定点A,B位于直线l同侧,求AP+BP的最小值。
结论:当A,P,B'三点共线时取得最小值。
情形二:垂线段最短
条件:已知∠BAC为定角,点M是∠BAC内一定点,点P,N分别是AC,AB上的动点,求PM+PN的最小值。
结论:当N,P,M'三点共线且 M'N⊥AB 时,取得最小值
2. 动点轨迹为曲线(圆弧)型将两条线段和转化为圆中弦长,利用直径最大判断
3. 平移转化型
条件:直线 a∥b ,定点A,B分别位于直线a,b的两侧,M,N分别为直线a,b上的动点,且 MN⊥a ,使AM+MN+BN的值最小。
结论:当A',N,B三点共线时,AM+MN+BN的值最小,最小值为 A'B+MN 的长。
4. 全等转化型
条件:D,E为动点,AD=BE,求AE+CD的最小值
解题思路:作∠BAF=∠ABC,截取AF=AB,连接DF,CF.
结论
【典例1】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______.
【典例2】在菱形中,对角线相交于点O,且,点E,F分别是线段上的两个动点,连接,则的最小值为________.
题型3 两条动线段的最值问题(含系数型)
技巧:1.轨迹为直线(胡不归)
条件:点A,B为定点,点P为动点,求kAP+BP(0<k<1) 的最小值。
解题思路:
以定点A为顶点作 ∠NAP' ,使 sin∠NAP'=k ,过点B作 BE⊥AN 于点E,交直线l于点P,则kAP=PE,
kAP+BP的最小值为线段BE的长。
注意:遇到系数大于1的求线段和最小值的解法:
①当求 kAP+BP(k>1) 的最小值时,将kAP+BP转换为 k(AP+1/kBP) 进行求解;
②当求mAP+nBP的最小值时,将mAP+nBP转换为m(AP+n/mBP) 或n(m/nAP+BP)进行求解;
2.轨迹为曲线(圆弧)(阿氏圆)
条件:点P是半径为r的⊙O上的一动点,点A,B为⊙O外的定点,且 r=kOA(0<k<1),求 PB+kAP(0<k<1) 的最小值。
解题思路:在线段OA上截取OC,使OC=kr,连接PC,OP,连接BC交⊙O于点P',则kAP=PC,PB+kAP的最小值为线段BC的长。
注意:当求 PB+kAP(k>1) 的最小值时,将PB+kAP转换为 k(1/kPB+AP) 进行求解。
【典例1】如图,在菱形中,,,是边上一个动点,连接,的垂直平分线交于点M,交于点N,连接.则的最小值为_______.
【典例2】如图,在中,,,半径为的经过点,是圆的切线,且圆的直径在线段上,设点是线段上任意一点不含端点,则的最小值为______.
题型4 三条动线段的最值问题
技巧:情形一:“一点两线”型
条件:P是∠AOB(定角)内一定点,在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得△PMN的周长最小
解题思路:分别作点P关于OA,OB的对称点P',P",连接 P'P' ,分别交OA,OB于点M,N;
结论:当P',M,N,P”四点共线时,△PMN的周长最小,最小值为线段P'P”的长。
情形二:“两点两线”型
条件:点P,Q是∠AOB(定角)内两定点,在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得四边形PQNM的周长最小。
解题思路:分别作点P,Q关于OA,OB的对称点P',Q',连接 P'Q' ,分别交OA,OB于点M,N;
结论:当P,M,N,Q四点共线时,四边形PQNM的周长最小,最小值为 P'Q'+PQ的长
【典例1】如图,在凸四边形中,若,分别为边,上的动点,,,,,则的周长的最小值为______.
【典例2】如图,中,,,点为上一定点,点,分别为边,上的动点,当的周长最小时,的度数为______.
一、填空题
1.(25-26·全国·期末)如图,在锐角中,,,的平分线交于点D,M、N分别是、上的动点,则的最小值是______.
2.(22-23·江苏连云港)如图,在边长为8的正方形中,点G是边的中点,E、F分别是和边上的点,则四边形周长的最小值为______.
3.(24-25·安徽宿州·模考)如图,在中,,,,对角线与交于点O,将直线l绕点O按顺时针方向旋转,分别交、于点E、F,则四边形周长的最小值是_______.
4.(25-26·四川成都)如图,中,,,点在射线上,且,则的最小值为______.
5.(25-26·江苏连云港)已知在中,,,,点为边上的动点,点为边上的动点,则的最小值是__________.
6.(25-26·广东汕头)如图,在中,,点是边上的点,且,,平分交于,点,分别是,上的动点,则的最小值为____________.
7.(25-26·四川宜宾)在中,,,,点D是边上的动点.连接,作,如图所示,,,连接.则的最小值是________.
8.(25-26·陕西延安·模考)如图,在菱形中,,点E为射线上的动点,点F为射线DC上的动点,且,连接、,若菱形的面积为,则的最小值为_____.
二、解答题
9.(23-24·安徽合肥)(1)如图1,点C在线段上,,,,求证:为等腰直角三角形;
(2)如图2,,,以为斜边作等腰直角,求点Q的坐标;
(3)在第(2)问的前提下,过点Q作y轴垂线l,在l上取一点P,直接写出的最小值 .
10.(2024·四川成都·模拟预测)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.
11.(24-25九年级上·山东济宁)如图,在中,,于点,于点,以点为圆心,为半径作圆交于点.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,在边上是否存在一点使有最小值,如果存在,请求出的最小值.
12.(2024·安徽·模拟预测)如图1,在平面直角坐标系中,二次函数的图象交轴于两点,为抛物线顶点.
(1)求的值;
(2)点为直线下方抛物线上一点,过点作轴,垂足为点,交于点,是否存在?若存在,求出此时点坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,以为圆心,2为半径作圆,为圆上任一点,求的最小值.
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专题04最值问题(几何压轴,压轴题专练)
01压轴命题透视
以常见几何图形(正方形、平行四边形、圆)为背景,结合动点、折叠等情境,考查线段、周
命题预测
长或面积的最值问题。题目注重基础图形性质与简单推理,计算常规,侧重几何直观与基本思
路,难度梯度合理,突出对几何分析和基本解题方法的考查。
1.一条动线段的最值问题(热点)
高频考法
2.两条动线段的最值问题(重点)
3.三条动线段的最值问题
02压轴题型精讲
典例靶向突破。一
题型1一条动线段的最值问题
技巧:求一条线段最值
1.轨迹为直线型
条件:点A为直线1外一定点,点P为直线1上一动点,求AP的晶小值
A(定点)
A(定点)
P(动点)
P(动点
结论:AP⊥山时,取得最小值。
2.轨迹为曲线型(圆弧)
点圆最值:如图,已知平面内一定点D和⊙O上一动点E,设点O与点D之间的距离为d,⊙0的半径为
r,求DE的最值
EO D
E
D
最大值为d+r,
最大值为2
最小值为r-d
最小值为0
Edi
最大值为d+r,最小值为d-可
求关于圆上一动点与直线上一点的最值时,常用线圆求最值,
具体如下:
线圆求最值:如图,已知⊙0及直线1,设⊙0的半径为r,圆心0到值线1的距离为d,点Q为⊙0
上一点,求点Q到值线1的最值
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Q
最大值为d+r,
最大值为2d,
最小值为0
最小值为0
最大值为d+r,最小值为d-,
【典例1】如图,矩形ABCD中,AB=√5,BC=1,动点E,F分别从点A,C同时出发,以每秒1个单位
长度的速度沿AB,CD向终点B,D运动,过点E,F作直线1,过点A作直线1的垂线,垂足为G,则
AG的最大值为·
D、F
【答案】1
【详解】解:连接AC,交EF于O,
D、F
:四边形ABCD是矩形,
AB∥CD,LB=90°,
AB=3,BC=1,
:.AC=AB2+BC2=3+1=2,
:动点E,F分别从点A,C同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB,CD向终点B,D运动,
CF=AE,
:AB∥CD,
∠ACD=∠CAB,
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又:∠C0F=LA0E,
△COF≌△H0E(AAS),
.A0=C0=1,OF=0E,
:AG⊥EF,
:点G在以A0为直径的圆上运动,
:AG为直径时,AG有最大值为1,
故答案为:1
【典例2】如图,己知菱形ABCD中,∠A=120°,AB=8,点E,F分别为边AD,CD上的两个动点,始
终保持DE=DF,连接BE,EF,取BE中点G并连接FG,则FG的最小值是
G
【答案】6
【详解】解:如图,过点D作DH⊥BC交BC延长线于点H,延长EF交DH于点M,连接BM,
在菱形ABCD中,∠A=120°,AD∥BC,
∠ADC=60°,
:DH⊥BC,
DH⊥AD
LHDC=30°,
DE=DF,∠ADC=60°,
∴△DEF是等边三角形,
DE=DF=EF,∠DEF=60°,
:∠DEF=∠MDF+∠DMF
∴∠MDF=∠DMF=30°,
.FM=FD=EF,
EG=BG,
GF是△BME的中位线,
:GF=-BM,
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:当BM最小时FG最小,
根据点到直线的距离垂线段最短可知:BM的最小值等于BH,
A
在Rt△CDH中,∠HDC=30,∠H=90°,
:.CH=CD=1AB=4,
2
2
BH=BC+CH=4+8=12,
BM的最小值为12,
:.FG的最小值为6.
故答案为:6.
【典例3】已知:AB是⊙0的直径,AD,BC是⊙0的切线,P是O0上一动点,若AD=10,OA=4,
BC=16,则△PCD的面积的最小值是
B
【答案】32
【详解】:AB是⊙O的直径,AD,BC是⊙O的切线,
.AB⊥AD,AB⊥BC,
.ADBC,即:四边形ABCD是直角梯形,
过点D作DQ⊥BC于点Q,则四边形ABQD是矩形,
.AD=10,0A=4,BC=16,
.QC-BC-BQ=BC-AD=16-10-6,DQ=AB=2×4=8,
DC=V62+82=10,
作MNCD与⊙O相切与点P,此时,点P是OO上所有的点中,到MN距离最小的点,即:此时,△PCD
的面积的最小值=平行四边形MNCD面积的一半.
过点M作ME⊥BC于点E,则AM=BE,ME=AB-8,
.N=CD=10,
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EN=V102-82=6,
:N是OO的切线,
.MP=MA,NP=NB,
设MP-MA=BE-X,
.10-x=6+x,解得:x=2,
,.BN=EN+BE=6+2=8,
∴.NC=BC-BN=16-8=8,
:.平行四边形MNCD的面积=NC×DQ=8×8=64,
∴.△PCD的面积的最小值=64÷2=32.
故选B.
P
B E
NO
题型2两条动线段的最值问题(不含系数型)
技巧:1.动点轨迹为直线型
情形一:将军饮马
条件:P为直线I上一动点,定点A,B位于直线1同侧,求AP+BP的最小值。
A(定
A(定点)
B定点)
彤B(定点)
P(动点)P(动点
结论:当A,P,B'三点共线时取得最小值
情形二:垂线段最短
条件:已知∠BAC为定角,点M是∠BAC内一定点,点P,N分别是AC,AB上的动点,求PM+PN的最小
值。
(动点)
B
(动点)一B
,M(定点)
M定点)
-C
P(动点)
(动点)M
结论:当N,P,M三点共线且MN⊥AB时,取得最小值
2.动点轨迹为曲线(圆弧)型将两条线段和阵转化为圆中弦长,利用直径最大判断
3.平移转化型
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条件:直线alIb,定点A,B分别位于直线a,b的两侧,M,N分别为直线a,b上的动点,且MN⊥a,使AM
+MN+BN的值最小。
A(定点)
A(定
M(动点)
M动点a
N动点b
,A六N动点,
B(定点)
B(定点)
结论:当A',N,B三点共线时,AM+MN+BN的值最小,最小值为A'B+MN的长。
4.全等转化型
条件:D,E为动点,AD-BE,求AE+CD的最小值
解跟题思路:作∠BAF=∠ABC,截取AF=AB,连接DF,CF
结论AE+CD=FD+CD≥CF
【典例1】如图,在平面直角坐标系x0y中,已知A(3,0),B(0,2),过点B作y轴的垂线1,P为直线1上
一动点,连接PO,PA,则P0+PA的最小值为
【答案】5
【详解】解:取点A关于直线的对称点A,连AO交直线I于点C,连AC,
则可知AC=A'C,A'A⊥I,
P0+PA=P0+PA'≥A'0,
即当O,P,A三点共线时,P0+PA的最小值为AO,
:直线1垂直于y轴,
A'A⊥x轴,
A3,0),B(0,2),
A0=3,AA=4,
∴.在RtaA'AO中,
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A'0=V0A2+AA2=V32+42=5,
故答案为:5
【典例2】在菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,且AC=10,BD=24,点E,F分别是线段
OD,AD上的两个动点,连接AE,EF,则AE+EF的最小值为
D
【答案】
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1313
【详解】解:作F关于BD的对称点F,则EF=EF',
.AE+EF=AE+EF',
“四边形ABCD是菱形,
F'在线段CD上,
当AF'⊥CD时,AE+EF=AE+EF'=AF'最小,
:四边形ABCD是菱形,AC=10,BD=24,A0=C0,B0=D0,AC1BD,
0C=5,D0=12,
在RtACOD中,
CD=V0C2+D0=V52+122=13,
1
:S菱形ABCD=
AC·BD=CD·AF',
×10×24
AF'=2
120,
13
13
120
故答案为:
13
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二题型3两条动线段的最值问题(含系数型)
技巧:1.轨迹为直线(胡不归)
条件:点A,B为定点,点P为动点,求kAP+BP(O<k<1)的最小值
B(定点)
B(定点)
A
定点)
(动点)
定点E动点)
N
解跟题思路:
以定点A为顶点作∠NAP',使sin∠NAP=,过点B作BE⊥AN于点E,交直线I于点P,则kAP-PE,
kAP+BP的最小值为线段BE的长。
注意:遇到系数大于1的求线段和最小值的解法:
①当求kAP+BPk>1)的最小值时,将kAP+BP转换为k(AP+1/kBP)进行求解;
②当求mAP+nBP的最小值时,将mAP4nBP转换为m(AP+n/mBP)或n(m/nAP+BP)进行求解
2.轨迹为曲线(圆弧)(阿氏圆)
条件:点P是半径为r的⊙O上的一动点,点A,B为⊙O外的定点,且=kOA(0<k<1),求PB
+kAP0<k<1)的最小值。
,B(定点)
B定点)
(动点)P
(动点)
A(定点)
A(定点)
解限题思路:在线段OA上截取OC,使OC-kr,连接PC,OP,连接BC交⊙O于点P,则kAP=PC,PB+kAP的
最小值为线段BC的长。
注意:当求PB+kAPk>1)的温小值时,将PB+kAP转换为k(1/kPB+AP)进行求解。
【典例1】如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=2,E是BC边上一个动点,连接AE,AE的垂直
平分线MN交AE于点M,交BD于点N,连接EN、CN,则2EN+BN的最小值为
A
【答案】2√
【详解】解:如图,作NG⊥BC于G,连接AN、AG,作AH⊥BC于H,
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:四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∠DBC=30°,
.BN =2NG,
:AE的垂直平分线MN交AE于点M,交BD于点N,
.EN AN,
.2EN +BN =2AN +2NG=2(AN +NG 22AG 22AH,
2EN+BN的最小值为2AH,
:∠ABC=60°,AB=2,
:AH=AB-sin600=2×5-5,
2
.2EN+BN的最小值为2V3,
故答案为:25,
【典例2】如图,在△ACE中,CA=CE,∠CAE=30°,半径为5的O0经过点C,CE是圆O的切线,且
圆的直径B在线段AE上,设点D是线段4C上任意一点(不含端点),则OD+CD的最小值为一,
D
0
E
【答案】5
【详解】解:如图所示,过点C作关于AE的平行线,过点D作DH垂直于该平行线于H,
:CHI1AB,∠CAE=30°,OC=0A,
:∠HCA=∠0CA=30°,
sin∠HcD=HD-I
cD2'4HC0=60°,
CD-HD.
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..OD+CD=OD+DH,
:当O,D,H三点共线,即在图中H在H'位置,D在D'位置的时候有OD+DH最小,
:当0,D,H三点共线时,OD+CD有最小值,
此时0H'=0 Cxsin∠HC0=0 Cxsin60°=5x5_53
22
:0D+,CD的最小值为
21
故答案为55
题型4三条动线段的最值问题
技巧:情形一:“一点两线”型
条件:P是∠AOB(定角)内一定点,在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得APMN的周长最小
A
P
A
(动点)M
P(定点)
(动点)M之P定点)
B
0
N(动点)
(动点)NNB
解题思路:分别作点P关于OA,OB的对称点P,P",连接PP,分别佼OA,OB于点M,N;
结论:当P,M,N,P”四点共线时,△PMN的周长最小,最小值为线段PP”的长。
情形二:“两点两线”型
条件:点P,Q是∠AOB(定角)内两定点,在OA上找一点M,在OB上找一点N,使得四边形PQNM的周张
最小。
P
A
(动点)M
P(定点)
(动点)MXP(定点)
Q定点)台
Q(定点)
B
(动点)
(动点)Q'
解跟题思路:分别作点P,Q关于OA,OB的对称点P,Q',连接P"Q',分别交OA,OB于点M,N;
结论:当P,M,N,Q四点共线时,四边形PQNM的周张最小,最小值为P'Q+PQ的长
【典例1】如图,在凸四边形ABCD中,若M,N分别为边CD,AD上的动点,∠A=90°,∠D=60°,
AD=3,AB=√2,则△BMN的周长的最小值为
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【答案】√33
【详解】解:如图,连接BD,
:∠A=90°,
:由勾股定理得,BD=√AB+AD=厅,
作B关于CD的对称点为B,作B关于AD的对称点为B,连接BB2,交CD与M,交AD于N,连接DB
,DB2,则DB=DB=DB,=I,B,M=BM,B2N=BN,∠BDC=∠B,DC,∠BDA=∠B,DA,
:LADC=60°,
∠BDC+∠BDA=60
.∠B,DB2=2×60°=120°,
过D作DH⊥B,B,,
:DB DB2,
B=,∠BDH-ADa=0,
DB,'sin60
DB=33
2
2
BB2=V33,
:△BMN的周长为BM+MN+BN=B,M+MW+B,N,
:当B、M、N、B四点共线时,△BMN的周长最小,为BB2,即为√33,
故答案为:√33
【典例2】如图,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D为AB上一定点,点E,F分别为边AC,BC
上的动点,当△DEF的周长最小时,∠FDE的度数为
D
B
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【答案】90°/90度
【详解】解:如图,作点D关于AC的对称点G,点D关于BC的对称点H,连接GH交AC、BC于E、
F
:D、G关于AC对称,D、H关于BC对称,
:DE EG,DF=FH,
:△DEF的周长=DE+DF+EF=EG+EF+FH,
:当G、E、F、H四个点在同一直线上时,△DEF的周长最小,如图
:△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,则△ABC是等腰直角三角形,
∠C=∠B=45°,
:D、G关于AC对称,D、H关于BC对称,
:∠EDG=∠DGE,∠FDH=∠DHF,
∠BDH=45
·∠ADH=135°
:∠DGE+∠DHF=45°,
.∠EDG+∠FDH=45°,
∠EDF=∠ADH-45°=90°
故答案是:90°。
03压轴强化训练
一、填空题
1.(25-26全国期末)如图,在锐角△ABC中,AB=5,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,
M、N分别是AD、AB上的动点,则BM+MN的最小值是·
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【答案】5v②
2
【详解】解:作BT⊥AC于T,在AC上截取AF=AN,连接FM.
B
M
F
:∠BAC=45°,
:△ABT为等腰直角三角形,
:B7-24B=2x5-5NE
2
2
2
:AD平分∠BAC,
.∠NAM=∠FAM,
AN=AF,AM AM,
:△AMN≌△AMF(SAS),
.MF=MN,
.BM+MN=BM+MF≥BT.
:当B、M、F三点共线且BF1AC(即F与T重合)时BM+MN=BT=5N5为最小值,
2
故答案为:
5V2
2
2.(22-23江苏连云港)如图,在边长为8的正方形ABCD中,点G是BC边的中点,E、F分别是AD和
CD边上的点,则四边形BEFG周长的最小值为
E
D
B G
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【答案】24
【详解】解:如图,作点G关于CD的对称点G,作点B关于AD的对称点B,连接B'G'、BE、FG',
.BE=B'E,FG=FG',
.BE +EF FG BG=B'E +EF FG'+BG
B'E+EF+FG'≥B'G',
当B'E+EF+FG'=B'G'时,四边形BEFG的周长有最小值,最小值为BG+B'G',
BG-CG-CG'=BC=4,AB'=AB=8,
BB'=AB+AB'=16,BG'=BC+CG'=8+4=12,
.B'G'=VBG2+BB2=V122+162=20,
.BG+B'G'=4+20=24,
:.四边形BEFG的周长的最小值为24,
故答案为:24.
3.(24-25·安微宿州模考)如图,在口ABCD中,AB=4,BC=6,∠ABC=60°,对角线AC与BD交于
点O,将直线1绕点O按顺时针方向旋转,分别交AD、BC于点E、F,则四边形ABFE周长的最小值是
【答案】10+25
【详解】解:如图所示,过点A作AG⊥BC,垂足为G,
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.∠AGB=90°,
:∠ABC=60°,
∠BAG=90°-60°=30°,
1
·BG=5AB=2,
AG=VAB2-BG2=V42-22=2V5,
:四边形ABCD是平行四边形,
·AD∥BC,AO=C0,
∠EAO=∠FC0,
在△A0E和△COF中,
∠AOE=∠COF
A0=CO
∠EAO=∠FCO
:△AOE≌aCOF(ASA),
AE=CF,
:AB=4,BC=6,
:四边形ABFE的周长=AB+BF+EF+AE=AB+BF+EF+CF=AB+BC+EF=10+EF,
:当EF的值最小时,四边形ABFE的周长最小,
.当EF⊥BC时,EF有最小值,此时EF=AG=2V3,
:四边形ABFE的周长最小值为10+2√5,
故答案为:10+25.
PB,则
4.(25-26-四川成都)如图,R△ABC中,∠4CB=90,48=6,点P在射线BC上,且C-2
的最小值为·
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【答案】3
【详解】解:如图,在BC上方,以PB为边,构造aPBD∽aCAB,
D
B
2P8D<C8,82-,DP8:24CB90e
BDPB3
LABD=LABC+LPBD=LABC+LCAB=180°-∠ACB=90°,BD=3AB=9.
:.点P在以BD为直径的⊙O上运动,点O为BD中点,
:r=B0=BD=9
2
连接AO,与⊙O的交点即为AP取得最小值时,点P的位置,
A0=VAB2+B0=15
2
:此时AP=A0-r=3,即AP的最小值为3.
故答案为:3.
5.(25-26江苏连云港)己知在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=5,点E为边AC上的动点,点
F为边AB上的动点,则EF+EB的最小值是
E
A
B
【答案】120
13
【详解】解:延长BC至B,使CB'=BC,
∠ACB=90°,
∴AB⊥BB',
:B点和B点关于AC对称,
过B点作B'F⊥AB交AC于E点,交AB于F点,连接AB',
此时EB'=EB,且B,E,F三点共线,
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根据垂线段最短”可知,此时EF+EB的值最小,最小值为BF的长,
:Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,BC=5,
AB=VAC2+BC2=V122+52=13,
:CB'=BC=5,
BB'=10,
叉5mB8r=8AC.
2
AB.B'F=BB'·AC,
13B'F=10×12,
解得BF=120
13
·EF+EB的最小值是120
131
故答案为:
120
13
6.(25-26广东汕头)如图,在△ABE中,∠AEB=90°,点C是边BE上的点,且BC=AE=3,CE=1,
BD平分∠ABC交AC于D,点M,N分别是BD,BC上的动点,则CM+MN的最小值为
【答案)号
【详解】解:如下图所示,作点N关于BD的对称点N',连接MN',过点C作CH⊥AB,
则有MN=MN',
:CM+MN=CM+MN'≥CN',
当点C、M、N'三点共线时,CM+MN的值最小,最小值为CN',
“垂线段最短,
:CN'CH,
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BC=AE=3,CE=1,
:BE=BC+CE=3+1=4,
:在△ABE中,∠AEB=90°,
AB=VAE2+BE2=V32+42=5,
Sm-号cak-号48cH,
:3x3-x50,
1
2
:.CH=5'
9
CM+MN的最小值是
D
7.(25-26四川宜宾)在RtaABC中,∠BAC=90°,AB=1,BC=V10,点D是BC边上的动点.连接
AD,作RtaADE,如图所示,∠DAE=90°,∠EDC=LBAD,连接BE.则AD+,BE的最小值是
2
E
【答案】57}
33
【详解】解:连接CE,令AC,DE相交于点M,如下图所示:
B D
在直角三角形ABC中,AB=1,BC=V10,
·AC=VBC2-AB2=3,
:∠EDC=∠BAD,
又:∠EDC+∠ADC=180°-∠BDA,
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∠BAD+∠ABD=180°-∠BDA,
∠ADE=∠ABD,
又:∠BAC=∠DAE=90°,
△ABC∽△ADE,
ABAC
,即4D=AB1
AD AE
AE AC3'
.AE =3AD,
:∠EDC=∠BAD,LBAD+∠DAC=∠DAC+∠EAC,
∠EDC=∠EAC,
又:∠AME=∠DMC,
.△AME∽aDMC,
货,即0说
ME MC'
又:∠AMD=∠EMC,
.△AMD∽△EMC,
.∠MCE=∠ADE,
又:.∠ADE=∠ABC,
:∠MCE=∠ABC,
∠ABC+LACB=90°,
.∠MCE+LACB=90°,即EC⊥BC,
所以点E在过点C且垂直BC的射线上移动:
AE =3AD,
AD+写8E=4E+BE,
故求出AE+BE的最小值即可,
作点B关于BE的对称点B,连接AB,
即AE+BE的最小值为AB的长度,过点A作AF⊥BC,交BC于点F,如下图所示:
B DE
根据对称的性质,BC=CB'=√I0,
:∠ABF=∠ABC,∠BAC=∠AFB=90°,
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、△ABFACBA,
AB AF BF
BC=AC=AB'
解得BF=
10
,AF=30
10
FB'=BB'-BF=210-101910
10
10
AB'=FB)2+AF2=37,
则AD+E=AB-37
3
3
,
/min
故答案为:
V37
3
8.
(25-26陕西延安模考)如图,在菱形ABCD中,AB=6,点E为射线DA上的动点,点F为射线DC
上的动点,且DE=DF,连接CE、BF,若菱形ABCD的面积为18,则BF+CE的最小值为·
【答案】62
【详解】解:如图所示,连接BE,作点C关于AD的对称点G,连接CG交AD于点H,连接BG,
在菱形ABCD中,AB=BC=CD=DA,∠BCF=∠BAE(菱形对角相等),
DE =DF,
.AE=CF,
.△BCF≌△BAE(SAS),
得BF=BE,
.BF +CE=BE CE=BE EG.
S菱形=BCxCH=6×CH=18,
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CH=3,
CG=6.
在RtaBCG中BG=VBC2+CG2=V62+62=6√5,
当B、E、G三点共线时BE+EG有最小值,即BF+CE取得最小值,
在△BEG中,BE+EG≥BG=6V2,
BF+CE=BE+EG≥6V2.
故答案为:6√2,
二、解答题
9.(23-24安徽合肥)(1)如图1,点C在线段BD上,AB=CD,BC=DE,∠B=∠D=90°,求证:
△ACE为等腰直角三角形;
图1
图2
(2)如图2,M(0,5),N(6,2),以MN为斜边作等腰直角△MWQ,求点Q的坐标;
(3)在第(2)问的前提下,过点Q作y轴垂线1,在1上取一点P,直接写出PM+PN的最小值_
【答案】(1)见解析;
(2)点Q的坐标为(4.5,6.5)或1.5,0.5):
(3)62
【详解】(1)证明::AB=CD,BC=DE,∠B=∠D=90°,
∴.△ABC≌ACDE(SAS),
∴.AC=CE,∠ACB=∠CED,
:∠ECD+∠CED=90°,
.∠ECD+LACB=90°,
.∠ACE=90°,
:△ACE是等腰直角三角形
(2)解:符合条件的点有两个分别是Q和Q.过两点作y轴的垂线,垂足为G,G',过N作x轴的垂线
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分别交GQ和GQ'于H和H'.
等腰直角△MWQ中,
QM=NQ,∠MQN=90°,
∴.∠MQG+∠NQH=90°,
.∠MQG+∠QMG=90°,
∴.∠QMG=∠NQH,
又.∠MGQ=∠QHN=90°,
∴.△MGQ≌△QHN(AAS)
∴.MG=QH,GQ=HN,
M(0,5),N(6,2),
:.5+MG =2+NH,GO+OH=6,
解得MG=QH=1.5,GQ=NH=4.5,
G0=5+1.5=6.5,
.点Q的坐标为(4.5,6.5)
同理,MG=QH'=4.5,GQ'=NH'=1.5,
G'0=G0-GM-MG'=6.5-1.5-4.5=0.5
点g的坐标为1.5,0.5).
所以点Q的坐标为(4.5,6.5)或(1.5,0.5.
(3)解:在y轴上截取GM'=MG,连接PM,PM',PN,过N作y轴的垂线,垂足为N',
五
M'
、P
M
N'
图3
:PM PM',
:PM +PN PM'+PN
:当M',P,N三点共线时PM+PN的值最小.
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:∠MN'W=90°,MN'=5+3-2=6,NN'=6,
.MN=VMW2+NN2=V62+62=6√2.
:PM+PN的最小值是6√2.
故答案为:62
10.(2024四川成都模拟预测)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ABCD中,若∠ABC=∠ADC=90°,AB=AD=5,∠BAD=120°,求AC的长:
【深入探究】
(2)如图②,在四边形ABCD中,若LABC=LADC=90°,∠BCD=45°,AC=8√2,求BD的长:
【拓展延伸】
(3)如图③,在四边形ABCD中,若∠ABC+∠ADC=180°,∠ADC=60°,AD=AB=25,延长DA,CB相
交于点E,DE⊥CE,P是线段AC上一动点,连接PD,求2DP+CP的最小值,
D
D
D
B
E
B
图①
图②
图③
【答案】(1)10;(2)8;(3)6√2+4√6.
【详解】解:(1):∠ABC=∠ADC=90°,AB=AD=5,AC=AC;
:Rt△ABC≌Rt△ADC(HL);
:.∠BAC=∠CAD=三∠BAD=60°,
、
.∠ACD=90°-∠CAD=30°,
∴.AC=2AD=10
(2)如图②,取AC的中点O,连接OB、0D,
D
B
图②
:∠ABC=∠ADC=90°,
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0D=0c=)4C,0B=0C=24C,
1
1
2
LODC=OcD,∠OBC=∠OCB,
:∠A0D=∠0DC+∠0CD=2∠OCD,∠A0B=∠0BC+∠0CB=2∠0CB;
:∠AOD+∠AOB=2(∠OCD+∠OCB),即∠B0D=2LBCD,
:∠BCD=45°,
∠B0D=90°,
又:0D=0B=14C=1x82=4W2,
2
2
:BD=√0D2+0B2=V(42}+(42)2=8,
(3)如图③,过点A作AF⊥CD,
图③
:LABC+LADC=180°,∠ADC=60°,
∠ABC=120°,∠ABE=60°,
又:DE⊥CE,
∠BAE=90°-LABE=30°,
∠DAB=150°,
∠DCB=360°-∠DAB-(∠ADC+∠ABC)=30°,
在△ABE和△ADF中,
[∠AEB=∠AFD=90°
∠ABE=∠ADF=60°
AD=AB
:.△ABE≌△ADF(AAS),
.AF AE,
:AF⊥CD,AE⊥EC,
点∠ACD=∠ACB=∠BCD=
×30°=15°,
2
2
.∠CAF=90°-∠ACD=75°,
∠CAD=180°-∠ADC-∠ACD=105
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过点A作AQ⊥AD交CD于点Q,
:.∠AQD=90°-∠ADC=30°,∠QAC=∠CAD-∠DAQ=105°-90°=15°,
:D0=2AD=4V5,A0=VD02-AD2=V(45)2-(25)2=6,
:∠QAC=∠ACD=15°,
.A0=CO=6,
.CD=C0+DO=6+43,
如图④,作∠ACG=30°,过点P作PH⊥CG,垂足为H,过点D作DN⊥CG,垂足为N,交AC于M,
H
G
图④
÷PH=PC,∠DCG=LACD+LACG=45°,
DP+PH DP+PC.DN-CD.i DCG-65
2
:DP+PH≥DN,当点P在点M位置时,点H与N重合,DP+PH取最小值,最小值为3√2+2√6,
DP+PC的最小值为32+26,
:2DP+PC最小值为6√2+4√6.
11.(24-25九年级上山东济宁)如图,在△ABC中,AB=AC,A0⊥BC于点0,OE⊥AB于点E,以
点O为圆心,OE为半径作圆O交A0于点F.
(I)求证:AC是⊙O的切线:
(②)若LAOE=60°,OE=3,在BC边上是否存在一点P使PF+PE有最小值,如果存在,请求出PF+PE的
最小值.
【答案】(1)证明见解析
(2)3V5
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【详解】(I)证明:过点O作OD⊥AC与点D,如图,
:AB=AC,AO⊥BC,
.A0平分∠BAC
:OE⊥AB,OD⊥AC,
0D=0E.
:OE是圆的半径,
OD是圆的半径
即:AC经过半径OD的外端,且垂直于半径OD,
“AC是⊙O的切线:
(2)解:在BC边上存在一点P使PF+PE有最小值,
延长AO交⊙O于点G,连接EG交BC于点P,连接PF,则此时PF+PE最小,
连接EF,过点E作EH⊥AO于点H,如图,
:∠A0E=60°,0E=0F,
∴.△OEF为等边三角形,
..EF=0E=OF=3.
:EH⊥OF,
:.OH=HF=LOF=3
2
2
39
.GH=OG+OH=3+
22
在R1:EH0电,EH=OE sin∠AOE=35
2
:.在RIAEHG中,EG=VEH2+GH
3v5
2
+2
=35
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BC⊥FG,OG=OF,
.PG=PF.
PE+PF PE+PG=EG=33.
:.在BC边上存在一点P使PF+PE有最小值,PF+PE的最小值为3√5
12.(2024安徽模拟预测)如图1,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象交x轴于
A-1,0),B两点,AB=4,C为抛物线顶点.
图1
图2
(I)求b,c的值:
(2)点P为直线AC下方抛物线上一点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为点Q,交AC于点M,是否存在
OM=3PM?若存在,求出此时P点坐标;若不存在,请说明理由:
(3)如图2,以B为圆心,2为半径作圆,N为圆B上任一点,求CN+。AN的最小值.
【答案】(1)b=-2,c=-3
oG
3)17
【详解】(1)解::AB=4,
B点坐标为3,0),
将A-1,0),B(3,0代入y=x2+bx+c,
1-b+c=0
得
9+3b+c=01
解得b=-2,c=-3
(2)解:设直线AC的表达式为y=x+b,
由(1)可知抛物线的表达式为y=x2-2x-3=(x-1)2-4,
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故C点坐标为1,-4),
:直线AC的表达式为y=-2x-2
设P点坐标为m,m2-2m-3,
则2(m,0),M(m,-2m-2),
.QM=0-(-2m-2)=2m+2,
PM=(-2m-2)-m2-2m-3=-m2+1
若QM=3PM,
则2m+2=3(-m2+1),
1
解得叫=3m,=1
-1<m<1,
132
故m=写此时P点坐标为39):
(3)如图,取R(2,0),连接NR,BN
:BR=1,BN=2,BA=4,
BR BN
BNBA
又:∠RBN=∠NBA,
△RBN∽△NBA,
RN BN 1
AN BA2'
w以
:CN+)AN=CN+RN≥CR,
2
CR=V42+12=V17,
故CN+AW的最小值为7
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R
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