摘要:
**基本信息**
聚焦中考数学最值问题,以将军饮马、对称转化、轨迹分析为核心方法,系统整合几何图形与函数知识,培养几何直观与推理意识,构建“模型-转化-计算”解题逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|将军饮马模型|单选1-2、填空9-10|轴对称转化线段和,两点之间线段最短|等腰三角形性质→垂直平分线→对称点构造|
|函数图像与对称|单选3-4、解答20|抛物线对称性,平移构造平行四边形|二次函数性质→对称轴→动点坐标最值|
|动点轨迹与圆|单选6-8、填空12-14|圆的性质(直径圆周角),轨迹为圆或直线|矩形翻折→对称点轨迹→圆的半径最值|
|相似与勾股应用|单选5、填空11、解答16-19|相似比转化线段关系,勾股定理计算|相似三角形判定→比例线段→动态最值计算|
内容正文:
2026年中考数学提升专题训练:最值问题
一、单选题
1.如图,在中,,,,直线垂直平分线段,若点为边BC的中点,点为直线上一动点,则周长的最小值为()
A.9 B.13 C.12 D.14
2.如图,四边形中,,,在、上分别找一点、,使周长最小时,则的度数为( )
A. B. C. D.
3.如图,抛物线与y轴交于点A,与x轴交于点B,线段在抛物线的对称轴上移动(点C在点D下方),且.当四边形的周长最小时,点D的坐标为( )
A. B. C. D.
4.如图,在平面直角坐标系中,的顶点,的坐标分别为,是轴上方的一个动点.若的面积等于面积的,则当的值最小时,点的坐标为( )
A. B. C. D.
5.如图,矩形,,,点是边上的动点,点F是射线BC上的动点,且,连接,.若,则m的最小值为( )
A. B. C. D.
6.如图,在中,,于O,于E,以点O为圆心,为半径作半圆,交于点F,若点F为的中点,,点P是边上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.
7.如图1,正方形中,点是的中点,点是对角线上的一个动点,设,,当点从向点运动时,与的函数关系如图2所示,其中点是函数图象的最低点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
8.如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴、y轴相交于点A、B,点E、F分别是正方形OACD的边OD、AC上的动点,且,过原点O作,垂足为H,连接HA、HB,则面积的最大值为( )
A. B.12 C. D.
二、填空题
9.在平面直角坐标系中有,两点,坐标分别为,,若轴上存在一点,使的值最小,那么这个最小值为______.
10.如图,等腰三角形的底边长为,面积是.若点为边的中点,点为线段上一动点,仔细观察图中利用尺规作图的痕迹,可知周长的最小值是_____.
11.如图,在中,,,,点,分别是边,上的动点,且满足.当________时,为等边三角形;已知点为的中点,连接,,则的最小值为________.
12.如图,以为直径的中,点为上一点,且,过点O作,垂足为,点为直线上一个动点,则,,构成的封闭图形周长最小值为________.
13.如图,在矩形中,,,点是边上的动点,将沿直线翻折得到,过点作,垂足为,点是线段上一点,且,当点从点运动到点时,点运动的路径长是____________.
14.如图,在矩形中,是边的中点,F是线段上的动点,将沿所在直线折叠得到,连接,则的最小值是 ___________________ .
15.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________.
三、解答题
16.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.
17.在如图的直角坐标系中,每个小方格都是边长为1个单位的正方形,的三个顶点都在格点上(每个小方格的顶点叫格点),点A的坐标为.
(1)请画出关于x轴对称的 (不写画法,其中 分别是A,B,C的对应点);
(2)直接写出C三点的坐标;
(3)在y轴上求作一点P,使的周长最小.(简要写出作图步骤,必要时可用黑色笔描画痕迹).
18.如图,在中,,,D为线段上一点,连接,将射线绕点D顺时针旋转交直线于点E,连接.
(1)如图1,若,,求线段的长.
(2)如图2,若,过点B作,交射线于点F,用等式表示线段之间的数量关系,并证明.
(3)如图3,若,,过点A作的垂线,垂足为点M,当取得最小值时,直线上方有一点Q,使得,当取得最小值时,直接写出的值.
19.等腰中,,点是轴上一个动点,点在轴上且点.
(1)若时,
①如图1,求的长;
②如图1,求点的坐标;
③如图2,点在直线上且位于第一象限内,当时,求的面积;
(2)如图3,移动点,连接,直接写出的周长的最小值.
20.如图1,抛物线与x轴交于A、和B两点,与y轴交于点C,点M在第一象限内的抛物线上,连接,与线段交于点N.
(1)点A坐标为 、点B坐标为 ;
(2)当时,判断与的位置关系,并说明理由;
(3)连接,设的面积为,的面积为,求的最大值.
(4)如图2,P是x轴上一动点,点在y轴上,连接,则的最小值为 .
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
D
D
C
C
A
A
D
1.C
【分析】本题考查了等腰三角形的三线合一、线段垂直平分线的性质等知识,掌握将军饮马模型是解题关键.
连接,,推出周长的最小值为,证明,再利用三角形的面积公式列方程求出即可解决问题.
【详解】解:连接,,
∵直线垂直平分线段.
,
∵点为边的中点,,
周长,
周长的最小值为,
,点为边的中点,
∵,,
,
解得,
周长的最小值为,
故选:C.
2.D
【分析】本题主要考查轴对称的性质(最短路径问题,“将军饮马”模型)、三角形内角和定理、外角性质,解题的关键在于最短路径的转化;利用轴对称将的周长最小问题转化为“两点之间线段最短”, 利用轴对称性质得,,再通过三角形内角和或外角性质,推导与的关系.
【详解】解:作点关于的对称点;作点关于的对称点
连接,与交于点,与交于,
此时,周长最短.
由轴对称可得
设
∴
∵在中,,
∴①
∵,
∴②
得
则,
即.
故选D.
3.D
【分析】四边形中,线段和的长度是确定的,将四边形周长的最小值转化为两条线段和的最小值,可通过平移点B关于抛物线对称轴的对称点构造平行四边形确定点D的位置,求出直线的解析式即可求出点D的坐标;
本题主要考查了抛物线的对称性和两点之间线段最短等知识点,利用抛物线的对称性构造平行四边形是解题的关键.
【详解】解:抛物线与x轴的另一个交点为E点,把E点向上平移3个单位得到F点,
连接交对称轴于D点,如图,
,,
四边形为平行四边形,
,
,
,
四边形的周长,
此时四边形的周长最小;
当时,,
解得,
,
抛物线的对称轴为直线,,
当时,,
,
设直线的解析式为,
把,代入得,
解得,
直线的解析式为,
当时,,
.
故选:D.
4.C
【分析】本题考查了最短路径问题、坐标与图形的性质,关键是利用坐标求解出和的面积,得到点的运动路径是在的直线上,然后,作点关于直线对称的点,连接,利用 “将军饮马” 模型即可得出结果.
【详解】解:∵点,的坐标分别为,
∴,
与同底边,且的面积等于面积的,
∴点P到的距离是3,即点的纵坐标为,
点在直线上运动,
作点关于直线对称的点,连接,则点,
.
当三点共线时,的值最小.
设直线的表达式为,
把点代入,得,
解得,
.令,则,
解得,
当的值最小时,点的坐标为.
故选:C.
5.C
【分析】延长到G,使,连接、,得到,从而可得,再利用勾股定理即可求出最小值.
【详解】解:如图,延长到G,使,连接、,
在矩形,,
∴,
又∵,
∴,
∴
∴,即,
∵,
∴,
∴当G、E、C三点共线时,m取最小值为GC,
,
∴m的最小值为.
故选C.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质、相似三角形的判定和性质、最短距离问题,一般求两条线段最短距离问题,都转化为一条线段.本题通过构造,得到,利用两点间线段最短解决m取最小值的问题.
6.A
【分析】作E点关于直线的对称点D,连接,交于点P,连接,,,交于点N,过D点作,交的延长线于点M,根据对称性可得,即当点D、P、F三点共线时,最短,最短为线段的长,根据在中,,可得,证明是等边三角形,即有,即有,,再证明四边形是矩形,即有,,进而有,最后利用勾股定理即可作答.
【详解】作E点关于直线的对称点D,连接,交于点P,连接,,,交于点N,过D点作,交的延长线于点M,如图,
∵E点关于直线的对称点为点D,
∴垂直平分线段,
∴,,,
∴,
即当点D、P、F三点共线时,最短,最短为线段的长,如上图所示,
∵,点F为的中点,
∴,
∵,
∴在中,,
∴,即,
∵在中, ,
∴,即,
∵,
∴,即,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∵,,,
∴四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴在中,,
故选:A.
【点睛】本题考查了对称的性质,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,等边三角形的判定与性质,此类是将军饮马问题,构造出合理的辅助线,是解答本题的关键.
7.A
【分析】根据图像,当P与C重合时,PB+PE=9即CB+CE=9,从而确定正方形的边长为6,根据将军饮马河原理,连接DE交AC于点G,当点P与点G重合时,PE+PB最小,且为DE的长即点M的纵坐标,利用相似三角形,计算AG的长即为横坐标.
【详解】如图,根据图像,当P与C重合时,PB+PE=9即CB+CE=9,
∵点E是BC的中点,
∴BC=6,
连接DE交AC于点G,当点P与点G重合时,PE+PB最小,且为DE的长即点M的纵坐标,
∵四边形ABCD是正方形,AB=6,
∴CE∥AD,AC=,DE=,
∴△CGE∽△AGD,
∴,
∴,
∴AG=,
故点M的坐标为(,),故A正确.
故选:A.
【点睛】本题考查了正方形的性质,三角形相似的判定和性质,函数图像信息的获取,将军饮马河原理,熟练掌握正方形的性质,灵活运用三角形相似,构造将军饮马河模型求解是解题的关键.
8.D
【分析】先证明ON=CN,再证点H在以ON直径的圆上运动,则当点H在QM的延长线上时,点H到AB的距离最大,由相似三角形的性质可求MK,KQ的长,由三角形的面积公式可求解.
【详解】解:如下图,连接AD,交EF于N,连接OC,取ON的中点M,连接MH,过点M作MQ⊥AB于Q,交AO于点K,作MP⊥OA与点P,
∵直线y=x−3分别与x轴、y轴相交于点A、B,
∴点A(4,0),点B(0,-3),
∴OB=3,OA=4,
∴,
∵四边形ACDO是正方形,
∴OD//AC,AO=AC=OD=4,OC=4,∠COA=45°,
∴∠EDN=∠NAF,∠DEN=∠AFN,
又∵DE=AF,
∴△DEN≌△AFN(ASA),
∴DN=AN,EN=NF,
∴点N是AD的中点,即点N是OC的中点,
∴ON=NC=2,
∵OH⊥EF,
∴∠OHN=90°,
∴点H在以ON直径的圆上运动,
∴当点H在QM的延长线上时,点H到AB的距离最大,
∵点M是ON的中点,
∴OM=MN=,
∵MP⊥OP,∠COA=45°,
∴OP=MP=1,
∴AP=3,
∵∠OAB+∠OBA=90°=∠OAB+∠AKQ,
∴∠AKQ=∠ABO=∠MKP,
又∵∠AOB=∠MPK=90°,
∴△MPK∽△AOB,
∴,
∴,
∴MK=,PK=,
∴AK=,
∵∠AKQ=∠ABO,∠OAB=∠KAQ,
∴△AKQ∽△ABO,
∴,
∴,
∴KQ=,
∴QM=KQ+MK=+=,
∴点H到AB的最大距离为+,
∴△HAB面积的最大值=×5×(+)=,
故选:D.
【点睛】本题考查了勾股定理,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,一次函数的应用,圆等知识,解题的关键是求出MQ的长.
9.
【分析】本题考查轴对称-最短路线问题、坐标距离公式,解决本题的关键是掌握轴对称的性质.
作关于轴的对称点,连接与轴交于点,连接,根据对称的性质得到,根据两点之间,线段最短,得到当三点共线时,的值最小,再根据坐标距离公式求解即可.
【详解】解:如图,作关于轴的对称点,连接与轴交于点,连接,
∴,
∴
∵两点之间,线段最短,
∴当三点共线时,的值最小,即的值最小,
∵,,
∴,
∴.
故答案为:.
10.
【分析】本题考查轴对称-最短路径问题,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,熟知等腰三角形三线合一的性质是解答此题的关键.
先连接,,由于是等腰三角形,点为边的中点,故,再根据三角形的面积公式求出的长,再根据尺规作图的痕迹判断是线段的垂直平分线可知,点关于直线的对称点为点,故的长为的最小值,由此即可得出结论.
【详解】解:连接,.
∵等腰三角形,点为边的中点,
∴,
∵,,
又∵,
∴.
∵由图中尺规作图的痕迹可以判断出为线段的垂直平分线,
∴,,
∴,
∴的长为的最小值,
∴周长的最小值为.
故答案为:.
11. 2
【分析】由题意可知,若为等边三角形,则需满足,利用列方程求解即可;
观察图形可知,点A,D为定点,点P为动点,因此我们先探究点P的运动轨迹,通过取特殊点可以发现,点P在的垂直平分线上,那么求的最小值就可以转化为“将军饮马”问题,进而问题得解.
【详解】解:设,由题意可知,.
当为等边三角形时,则有,即.
;
如图1,分别过点F,点P作,,垂足分别为G,H,连接.
,
,
,
.
点为的中点,
,
.
在中,,,
.
,即.
连接,则.
.
当在同一条直线上时,最小,即为的长.
如图2,过点D作,交的延长线于M,
由题意可知,在中,,,
,.
在中,,,
.
的最小值为.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质、轴对称、等边三角形、相似、解斜三角形等知识.掌握研究动态问题的一般方法、熟悉常见最值问题的解题思路是解决问题的关键.
12.
【分析】要使得,,构成的封闭图形周长最小,弧的值不变,则最小即可,点关于的对称点为点,即当点与点重合时, ,,构成的封闭图形周长最小,求出半径和的长即可.
【详解】解:要使得,,构成的封闭图形周长最小,的值不变,则最小即可,
连接,,
,
,
是的垂直平分线,
点关于的对称点为点,
∴,
∴,
∴当点与点重合时,最小,
即,,构成的封闭图形周长最小,
,
,,
的长为,
,,构成的封闭图形周长最小为:.
13.
【分析】本题考查矩形与折叠,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,解直角三角形,求弧长,熟练掌握相关知识点,添加辅助线构造相似三角形,确定点的运动轨迹,是解题的关键.
作 ,交于点,以为直径画,证明,推出点在以为直径的运动,并求出半径,再连接,推出点运动的路径长为,然后根据三角形函数和圆周角定理解出,最后运用弧长公式求解即可.
【详解】解:∵四边形是矩形,
∴,
∵将沿直线翻折得到,
∴,
作 ,交于点,以为直径画,
∴
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴点在以为直径的运动,
∵点从点运动到点,
∴连接,点运动的路径长为,
∵,,,
∴,
∴,
∵折叠,
∴,
∵,
∴,
∴的弧长为.
∴点的运动路径总长为:.
故答案为:.
14./
【分析】本题考查了矩形与折叠问题,涉及了动点的轨迹问题,由题意可推出点在以E为圆心为半径的圆上运动,可得当D、、E共线时,的值最小,据此即可求解.
【详解】解:由题意得:,
∴,
∴点在以E为圆心为半径的圆上运动,如图所示:
故:当D、、E共线时,的值最小,
∵,
∴,
故答案为:.
15./
【分析】本题主要考查相似三角形、轴对称下的线段最值问题以及勾股定理,正确添加辅助线是解题的关键.
根据题意中的,得出其它角度的等量关系,可证,可得,同理由角度等量关系,证,得线段比例关系,即,又可证,得角度等量关系,证得,即得到关键信息,确定出点E的运动轨迹,又经过证明了解到,故最值判断类似“将军饮马”模型,所以点B关于的对称点,连接,即的最小值为的长度,过点A作,由求边长,最终由勾股定理求得长度,得到得最小值.
【详解】解:连接,令,相交于点M,如下图所示:
在直角三角形中,∵,,
∴,
∵,
又∵,
,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
又∵,
∴,
∴,
又∴,
∴,
∴,
∴,即,
所以点E在过点且垂直的射线上移动;
∵,
∴,
故求出的最小值即可,
作点B关于的对称点,连接,
即的最小值为的长度,过点A作,交于点F,如下图所示:
根据对称的性质,,
∵,,
∴,
∴,
解得,,
∴,
∴,
则,
故答案为:.
16.(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)过点作,利用等腰三角形的三线合一的性质和角平分线的性质证明线段半径,根据切线的定义即可得出结论;
(2)延长交于点,连接交于点,利用轴对称的性质中的将军饮马模型可得点为所求的点;连接,过点作于点H,利用等边三角形的判定定理可得为等边三角形,利用等腰三角形的性质与直角三角形的边角关系定理可求与的长,再利用勾股定理即可求得结论.
【详解】(1)证明:过点作与点,如图,
∵,,
∴平分.
∵,,
∴.
∵是圆的半径,
∴是圆的半径.
即:经过半径OD的外端,且垂直于半径,
∴是的切线;
(2)解:在边上存在一点使有最小值.
延长交于点,连接交于点,连接,则此时最小.
连接,过点作于点,如图,
∵,,
∴为等边三角形,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴在中,.
∴在中,.
∵,,
∴.
∴.
∴在边上存在一点P使有最小值.的最小值为.
17.(1)见解析
(2),,
(3)见解析
【分析】(1)描出对应点连接即可;
(2)观察图像写出各点坐标即可;
(3)根据轴对称的性质画图即可.
【详解】(1)解:如图所示:即为所求;
(2)解:如图所示:,,
(3)解:如图所示:P点即为所求,找到A点关于y轴对称点,连接,交y轴于点P, 如图:
此时,
当共线时取最小值,的周长取最小值,
所以点P即为所求.
18.(1)
(2),证明见解析
(3)
【分析】(1)过点D作于点F,过点D作于点G,证明四边形是矩形,先由,,,求得,从而得到,最后在中,由求得;
(2)过点A作交延长线于点G,连接,过点G作交于点H,先证,再证,从而得到;
(3)先由瓜豆原理得到点M的轨迹为线段,当垂直于该线段时,取得最小值,此时点M为线段的中点,点D为线段的中点,再根据定角定弦,得到点Q在以线段的中点O为圆心,为半径的圆上,当C,O,Q三点共线且点Q在C,O之间时,取得最小值,连接,过点M作于点R,通过,求得的长度,再根据,求得的长度,最后根据三角形面积公式求出.
【详解】(1)解:如图1,过点D作于点F,过点D作于点G,
∵,,,
∴,
∴四边形是矩形.
∵,,
∴,
∵,
∴,
∵四边形是矩形,
∴.
∵在中,,,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:,证明如下:
如图2,过点A作交延长线于点G,连接,过点G作交于点H,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
在与中,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴.
在与中,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:∵,过点A作的垂线,垂足为点M,
∴,,
如图3,取的中点,连接,当点D与重合时,设此时的对应点为
连接,由瓜豆原理,点M的运动轨迹即为直线的一部分.
∵在中,,,
∴,
即,
∵是等腰直角三角形,
∴,
∴,
当时,取得最小值,
此时点M与点重合,点D与点重合,即点M为线段的中点,点D为线段的中点.
如图4,当点M为线段的中点,点D为线段的中点时,
∵,
∴点Q在以线段的中点O为圆心,为半径的圆上,
连接,交于点Q,且点Q位于点C与点O之间,此时取得最小值,
连接,过点M作于点R,
∵,O为线段的中点,
∴,
∵,,,
∴,
∵M为线段的中点,,
∴,
∵,
∴,
∵,
设,则,
∵,
∴,
∴.
∵,,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
19.(1)①;②;③;
(2)
【分析】(1)①利用勾股定理即可求出的长;
②过点作轴于点,易证,利用全等三角形的性质可得,的长,从而可求出点的坐标;
③由且点位于第一象限内得,点的纵坐标为1,利用待定系数法求出直线的解析式,将代入即可求出点的坐标,从而可求的面积;
(2)由得,则点在直线上运动,连接,作点关于直线的对称点,,可得当三点共线时,取得最小值,此时的周长取得最小值,据此求解即可.
本题主要考查了勾股定理,全等三角形的判定和性质,最短路径问题,过点作轴于点,通过证明得到点在直线上运动是解题的关键.
【详解】(1)解:①∵,,
∴;
②过点作轴于点,如图,
∴,,
在等腰中,,
∴,,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∴;
③∵,点位于第一象限内,
∴,
∴点的纵坐标为1,
设直线的解析式为,
将点,代入得,
解得,
∴直线的解析式为,
∵点在直线上,
∴将代入得,
解得,
∴,
∴;
(2)解:由(1)②得,,
∴点在直线上运动,
∵连接,作点关于直线的对称点,
∴,,
则当三点共线时,取得最小值,
此时的周长取得最小值.
20.(1),
(2)
(3)
(4)3
【分析】本题为二次函数综合题,考查了二次函数的性质,相似三角形判定与性质,利用三角函数解直角三角形,胡不归求线段最短问题,综合性强,难度较大﹒
(1)把代入二次函数得,解得,即可得到点A坐标为、点B坐标为;
(2)求出点C坐标为﹒作轴,垂足为H﹒设点M坐标为,则,,在中,根据,得到,解得,舍去,即可得到点M坐标为,结合点C坐标为,即可得到;
(3)设交于点G,作,交直线于点K﹒求出直线解析式为,进而求出点K坐标为,得到﹒设点M坐标为,得到点G坐标为,﹒根据设与有公共高,得到﹒证明,得到,即可得到﹒从而得到当时,有最大值,最大值为;
(4)求出,得到﹒作,垂足为E﹒根据在中,,得到,从而得到当点D、P、E在同一直线上时,,此时值最小,最小值为﹒证明,得到,即可得到最小值为3﹒
【详解】(1)解:把代入得
,
解得,
∴点A坐标为、点B坐标为﹒
故答案为:,;
(2)解:把代入得,
∴点C坐标为﹒
如图,作轴,垂足为H﹒
设点M坐标为,
则,,
∵在中,,
∴,
解得,
经检验,都是分式方程的解,其中不合题意,舍去,
∴点M坐标为,
∵点C坐标为,
∴;
(3)解:如图2,设交于点G,作,交直线于点K﹒
设直线解析式为,
∵点B坐标为,点C坐标为,
∴,
∴,
∴直线解析式为,
∵点A坐标为,
∴当时,,
∴点K坐标为,
∴,
设点M坐标为,
∴点G坐标为,
∴﹒
∵设与有公共高,
∴﹒
∵,轴,
,
∴,
∴,
∴
∴﹒
∵,
∴当时,有最大值,最大值为;
(4)解:∵点B坐标为,点C坐标为,
∴,
∴,
∴﹒
如图,作,垂足为E﹒
∴在中,,
∴,
∴当点D、P、E在同一直线上时,,此时值最小,最小值为﹒
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
即最小值为3﹒
故答案为:3
答案第30页,共30页
答案第1页,共30页
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