2026年中考数学最值问题专项复习
2026-05-08
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 图形的性质 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 2.71 MB |
| 发布时间 | 2026-05-08 |
| 更新时间 | 2026-05-08 |
| 作者 | Greet066 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57762514.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2026年中考最值问题专项复习
一.选择题(共6小题)
1.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,M是平面内的一动点,∠MBC+∠MCB=90°,N是对角线AC的中点,连接MN,则MN的最小值是( )
A.1 B.2 C. D.
2.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,BC=12,D是边AB上一点(不与点A,B重合),作DE⊥AC于点E,DF⊥BC于点F.若O是EF的中点,则OD的最小值是( )
A.5 B.12 C. D.
3.如图,E为正方形ABCD边BC上一点,AB=9,作△ABE关于AE对称,得到△AFE,FG⊥AD于点G,H为AF上一点,且满足,连接HC,则HC的最小值为( )
A. B. C.7 D.
4.如图,在菱形ABCD中,E、F分别是边CD、BC上的动点,连接AE、EF,G、H分别为AE、EF的中点,连接GH.若∠B=60°,GH的最小值为,则BC长为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=2,E,F两点分别从A,B两点同时出发,以相同的速度分别向终点B,C移动,连接EF,在移动的过程中,EF的最小值为( )
A.1 B. C. D.
6.如图,矩形ABCD中,.点P是BC边上一动点,点M为线段AP上一动点.∠ADM=∠BAP,则BM的最小值为( )
A.2 B. C.2.4 D.
二.填空题(共15小题)
7.如图,在四边形ABCD中,AD=3,BC=5,E、F分别是边AB、CD的中点,连接EF.则EF长的最大值为 .
8.如图,在矩形ABCD中,,直线l将矩形ABCD分成周长相等的两部分,过点B作直线l的垂线,垂足为H,连接CH.当∠BCH最大时,CH的长为 .
9.如图,正方形ABCD边长为2,动直线l经过正方形中心O,线段A′B′与线段AB关于直线l对称,则点B到直线A′B′的距离最大值为 .
10.、如图,四边形ABCD是菱形,连接AC,BD交于点O.G为AD边上的一动点(不与点A,D重合),GE⊥AC于点E,GF⊥DB于点F,若OA=3,OB=6,则EF的最小值为 .
11.如图,在矩形ABCD中,DC=1,∠CAD=22.5°,P为线段AD上一个动点,过P作PG⊥AC,垂足为G,连接BP,取BP的中点E,连接EG,则线段EG的最小值为 .
12.如图:菱形ABCD的边长为4,∠BAD=60°,点E,点F是对角线AC上的两动点,EF=2,连接BF,DE,则BF+DE的最小值为 .
13.如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=12,E是AB边上任意一点,F为BC边上一动点,连接DE、EF,M、N分别为DE,EF的中点,则MN的最小值是 .
14.如图,点E,点F分别是正方形ABCD边BC和CD上两点,AB=12,BE=CF,连接AE,BF交于点G.
(1)∠AGB= ;
(2)连接EF,若点H是EF的中点,则GH的最小值为 .
15.如图,已知正方形ABCD的边长为2,P是对角线BD上一点,PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接AP,EF,则EF的最小值为 .
(15题)(16题)
16.如图,菱形ABCD的边长为2,∠B=120°,G是CD边的中点,E为菱形ABCD内一动点,连接CE,AE,GE.CE=2,点F为CE的中点,连接DF,则AE+DF的最小值为 .
17.如图,在△ABC中,,BC=4,点D是BC上的动点,连接AD,在AD右侧作菱形ADEF,∠E=∠BAC,点G是AC的中点,连接FG,则FG的最小值为 .
(17题)(18题)(19题)
18.如图,在边长为2的正方形ABCD中,E是CD的中点,P、Q分别是边AD、BC上的动点,且PQ⊥BE交BE于点F,则BP+QE的最小值为 .
19.如图,点E、F分别是正方形ABCD的边AD、BC上的动点,且AE=CF,BM⊥EF于点M,连接CM.若正方形ABCD的面积为8,则CM的最小值为 .
20.如图,在长方形ABCD中,AD=3,AB=2,BF=DE,则CE+DF的最小值是 .
21.如图,正方形ABCD的边长为1,E,F分别是边BC,CD上的两个动点,且BE=CF,连接BF,DE,则BF+DE的最小值为 .
三.解答题(共11小题)
22.问题提出
(1)如图1,在正方形ABCD中,E,F分别在边BC,CD上,连接AE,BF,交于点G,且AE⊥BF,求证:AE=BF;
问题解决
(2)如图2,某公园有一块正方形ABCD的空地,园区管理员准备在这块空地内修四条小路AE,AG,GF,EF,其余部分种植各种不同的花卉.已知点E,F,G分别在边BC,AB,CD上,且AE⊥GF于点H.若AB=60m,CE=2BE,求小路AG+EF的最小值.(小路的宽度均忽略不计)
23.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,点D为AB边上一个动点(不与点A、B重合),过点D作DE∥BC,DF∥AC,分别交AC、BC于点E、F,连结EF.
(1)求证:四边形ECFD是矩形;
(2)若CB=2,CA=4,求EF的最小值.
24.已知正方形ABCD的边长为4,点P是线段BC上一点,取AB中点O,点P关于点O的对称点为Q,连结AQ,以PQ为斜边构造等腰直角三角形PQR,点R与点D在PQ的同侧,连结RD.
(1)当点P不与点B重合时,求证:△AOQ≌△BOP.
(2)连结OD,当△QOD是直角三角形时,求CP的长.
(3)线段DR的最小值为 .
(4)四边形PRDC的最大面积为 ,此时线段BP的长度为 .
25.如图,菱形ABCD中,∠B=60°,点E是AB边上的点,AE=4,BE=8,点F是BC上的一点,△EGF是以点G为直角顶点,∠EFG为30°角的直角三角形,连结AG,当点F在直线BC上运动时,求线段AG的最小值?
26.如图,在菱形ABCD中,AC=16,BD=12,E是CD边上一动点,过点E分别作EF⊥OC于点F,EG⊥OD于点G,连接FG.
(1)求证:四边形OGEF为矩形.
(2)求GF的最小值.
27.已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0),B(﹣1,8).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点C(﹣3,y1),D(m,y2)在该抛物线上,且y1>y2,求m的取值范围;
(3)将此抛物线向左平移n(n>0)个单位,设平移后抛物线与y轴的交点为E(0,e),若e的最大值和最小值分别为e1,e2,且e1﹣e2=6,求n的值.
28.已知二次函数y=x2+bx﹣b(a﹣b)﹣c2的图象经过点(a,0).
(1)若a=b+c,b=1,求此二次函数的解析式;
(2)若a,b,c为正实数,设,试判断N是否存在最小值?若存在,请求出N的最小值;若不存在,请说明理由.
29.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,OA=2,OB=6,D是直线BC上方抛物线上一动点,作DF⊥AB交BC于点E,垂足为点F,连接CD.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是否存在点D,使△CDE是以DE为底边的等腰三角形?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接OE,将线段OE绕点O按顺时针方向旋转90°得到线段OG,连接AG,请直接写出线段AG长度的最小值 .
30.已知抛物线y=﹣x2+bx+c(b,c为常数,b>0)经过点A(﹣1,0),与x轴交于点B,与y轴交于点C.
(Ⅰ)当b=4时,求抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)点D(b+2,yD)是抛物线上任意一点.
①当AD=2BC时,求b的值;
②若点M(m,0)是x轴正半轴上的动点,当2DM+AM的最小值为时,求b的值.
31.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与y轴相交于点A(0,﹣3),与x轴相交于点B(3,0),D(d,0).
(1)求抛物线C1的函数表达式及d的值.
(2)M是抛物线上的一点,且在第四象限内.
①如图1,当点M到x轴的距离为3时,△BDM的面积为 .
②如图2,过点M作MN⊥AB于点N,当线段MN最大时,求此时点M的坐标.
(3)将抛物线沿x轴翻折,得到抛物线C2,点P(横坐标为x)在抛物线C2上,其最大值为m,最小值为n.若对于任意t﹣1≤x≤t+1,m﹣n≤6恒成立,请直接写出实数t的所有整数值.
32.已知如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)已知点P是抛物线对称轴上一点,若S△PCA=5,求P点的坐标;
(3)若抛物线y=ax2+(b+m)x+3+n上仅存在一个点Q(x1,y1),使得2x1+y1=0,若0≤m≤2,求n的最小值.
2026年中考最值问题专项复习
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,M是平面内的一动点,∠MBC+∠MCB=90°,N是对角线AC的中点,连接MN,则MN的最小值是( )
A.1 B.2 C. D.
【解答】解:取BC的中点O,连接OM,ON,如图所示:
∵在矩形ABCD中,AB=6,N是对角线AC的中点,
∴ON是△ABC的中位线.
∴.
∵∠MBC+∠MCB=90°,
∴∠BMC=90°,
∵BC=8,O是BC的中点,
∴(直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半),
根据三角形三边不等关系可得:MN≥OM﹣ON,则有当点O、M、N三点共线时,MN有最小值,最小值为MN=OM﹣ON=1.
故选:A.
2.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,BC=12,D是边AB上一点(不与点A,B重合),作DE⊥AC于点E,DF⊥BC于点F.若O是EF的中点,则OD的最小值是( )
A.5 B.12 C. D.
【解答】解:∵DE⊥AC于点E,DF⊥BC于点F,
∴∠DEC=∠DFC=90°,
∴∠ACB=∠DEC=∠DFC=90°,
∴四边形DECF是矩形,
∴∠EDF=90°,
连接CD,
∵O是EF的中点,
∴点O在CD上,
∴ODCD,
∴当CD取最小值时,OD最小,
当CD⊥AB时CD最小,
在△ABC中,∠ACB=90°,AC=5,BC=12,
∴AB13,
∵S△ABCAC•BCAB•CD,
∴CD,
∴OD的最小值是,
故选:C.
3.如图,E为正方形ABCD边BC上一点,AB=9,作△ABE关于AE对称,得到△AFE,FG⊥AD于点G,H为AF上一点,且满足,连接HC,则HC的最小值为( )
A. B. C.7 D.
【解答】解:如图,取AN=6,记AN的中点为O,连接OH、NH、OC,
由题意可得:AF=AB=BC=9,∠BAD=∠ABC=90°,
∵FG⊥AD,
∴∠AGF=∠FGD=90°=∠BAD,
∴AB∥GF,
∴∠NAH=∠AFG
又∵,
∴,
∴△ANH∽△FAG,
∴∠AHN=∠AGF=90°,
∴点H是在以AN为直径的半圆上,
∴当点H在OC上时,HC最小,
∵,
∴,
∴HC的最小值.
故选:B.
4.如图,在菱形ABCD中,E、F分别是边CD、BC上的动点,连接AE、EF,G、H分别为AE、EF的中点,连接GH.若∠B=60°,GH的最小值为,则BC长为( )
A. B. C. D.
【解答】解:连接AF,
∵G、H分别为AE、EF的中点,
∴AF=2GH,
∴当AF⊥BC时,AF有最小值,即GH有最小值,
∵GH的最小值为,
∴AF的最小值为2,
∵∠B=60°,AF⊥BC,
∴∠BAF=30°,
∴AF=2BF,AFBF,
∴BF=2,AB=2BF=4,
故选:B.
5.如图所示,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=2,E,F两点分别从A,B两点同时出发,以相同的速度分别向终点B,C移动,连接EF,在移动的过程中,EF的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【解答】解:连接DB,作DH⊥AB于H,如图,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AD=AB=BC=CD,
而∠A=60°,
∴△ABD和△BCD都是等边三角形,
∴∠ADB=∠DBC=60°,AD=BD,
在Rt△ADH中,AH=1,AD=2,
∴DH,
在△ADE和△BDF中
,
∴△ADE≌△BDF,
∴∠2=∠1,DE=DF
∴∠1+∠BDE=∠2+∠BDE=∠ADB=60°,
∴△DEF为等边三角形,
∴EF=DE,
而当E点运动到H点时,DE的值最小,其最小值为,
∴EF的最小值为.
故选:D.
6.如图,矩形ABCD中,.点P是BC边上一动点,点M为线段AP上一动点.∠ADM=∠BAP,则BM的最小值为( )
A.2 B. C.2.4 D.
【解答】解:设AD的中点为O,连接OM,OB,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,且AB,BC=8,
∴CD=AB,AD=BC=8,∠BAD=90°,
∴△OAD是直角三角形,
∵点O是AD的中点,
∴OAAD=4,
在Rt△OAB中,由勾股定理得:OB6,
∵∠BAP+∠MAD=∠BAD=90°,∠ADM=∠BAP,
∴∠ADM+∠MAD=90°,
在△AMD中,∠AMD=180°﹣(∠ADM+∠MAD)=90°,
∴△AMD是直角三角形,
∵点O是AD的中点,
∴OM是Rt△AMD的斜边AD上的中线,
∴OMAD=4,
根据“两点之间线段最短”得:BM+OM≥OB,
∴BM≥OB﹣OM=6﹣4=2,
∴当点O,M,B共线时,BM为最小,最小值为2.
故选:A.
二.填空题(共15小题)
7.如图,在四边形ABCD中,AD=3,BC=5,E、F分别是边AB、CD的中点,连接EF.则EF长的最大值为 4 .
【解答】解:连接AC,如图,取AC中点O,连接OE、OF,
∵E为AB中点,
∴OE为△ABC中位线,
∴OEBC,
同理可得OFAD,
在△EOF中,根据三边关系可得EF≤OE+OF4,
当且仅当三点共线时取等,
∴EF长的最大值为4,
故答案为:4.
8.如图,在矩形ABCD中,,直线l将矩形ABCD分成周长相等的两部分,过点B作直线l的垂线,垂足为H,连接CH.当∠BCH最大时,CH的长为 .
【解答】解:连接BD,记BD的中点为O.
由题意,可知直线l过点O.
∵BH⊥l,
∴∠BHO=90°.
点H在以OB为直径的圆上运动.设圆心为点E,当CH与⊙E相切,且在BC上方时,∠BCH最大.
连接EH,此时EH⊥CH.过点E作EF⊥BC于点F,
由勾股定理,得BD=8,
∴BO=4,
∴BE=OE=EH=2.
∵,
∴∠CBD=30°,
∴.
∴.
∴,
∴,
故答案为:2.
9.如图,正方形ABCD边长为2,动直线l经过正方形中心O,线段A′B′与线段AB关于直线l对称,则点B到直线A′B′的距离最大值为 .
【解答】解:,
则,
过点O作OQ垂直于A′B′于点Q,
∵△AOB为等腰直角三角形,
∴△A′OB′为等腰直角三角形,
OQ=2S△A′OB′÷A′B′,
,
∴OQ=1,
∵OB+OQ≥BQ
∴当B、O、Q三点共线时距离最大,
线段A′B′与线段AB关于直线l对称,则最大距离.
故答案为:1.
10.、如图,四边形ABCD是菱形,连接AC,BD交于点O.G为AD边上的一动点(不与点A,D重合),GE⊥AC于点E,GF⊥DB于点F,若OA=3,OB=6,则EF的最小值为 .
【解答】解:如图,连接OG,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OD=OB=6,
∴∠AOD=90°,
由勾股定理得,
∵GE⊥AC,GF⊥DB,
∴∠GEO=∠GFO=90°,
∴四边形OFGE为矩形,
∴EF=OG,
当OG⊥AD时,OG的值最小,即EF的值最小,
由等面积得,
即EF的最小值为,
故答案为:.
11.如图,在矩形ABCD中,DC=1,∠CAD=22.5°,P为线段AD上一个动点,过P作PG⊥AC,垂足为G,连接BP,取BP的中点E,连接EG,则线段EG的最小值为 .
【解答】解:延长PG至F,使得PG=GF,连接BF,如图:
∵PG⊥AC,
∴AG垂直平分PF,
∴AP=AF,
∴∠PAG=∠FAG=22.5°,
∴∠PAF=45°,
∵矩形ABCD中,∠BAD=90°,
∴∠BAF=∠BAD﹣∠PAF=45°,
∴点F在与AB成45°角的射线AF上运动,
∴当BF⊥AF时,BF最短,
此时,∠ABF=90°﹣∠BAF=45°,
∴AF=BF,
∵AF2+BF2=AB2,AB=CD=1,
∴,
∵E是BP的中点,
∴PE=BE,
∴EG是△PBF的中位线,
∴,
故线段EG的最小值为.
故答案为:.
12.如图:菱形ABCD的边长为4,∠BAD=60°,点E,点F是对角线AC上的两动点,EF=2,连接BF,DE,则BF+DE的最小值为 .
【解答】解:连接BD交AC于点O,作DM∥AC,使得DM=EF=2,∴四边形DEFM是平行四边形,
连接BM交AC于点F,
连接BM交AC于点F,
∴DE=FM,
∴DE+BF=FM+FB=BM,
根据两点之间线段最短可知,
此时BM的长就是要求的BF+DE的最小值,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,
∵∠BAD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BD=AB=4,
∵DM∥EF,
∴∠COD=∠MDO=90°,
在Rt△BDM中,,
∴BF+DE的最小值为,
故答案为:.
13.如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=12,E是AB边上任意一点,F为BC边上一动点,连接DE、EF,M、N分别为DE,EF的中点,则MN的最小值是 .
【解答】解:如图,连接DF,过点D作DG⊥BC于点G,
∵点M,N分别为DE,EF的中点,
∴,
∴当DF最小时,MN最小,此时点F与点G重合,即MN的最小值为的长,
∵四边形ABCD是菱形,∠A=60°,AB=12,
∴CD=AB=12,∠C=∠A=60°,
∵DG⊥BC,
∴∠CDG=30°,
∴,
∴,
∴MN的最小值为.
故答案为:.
14.如图,点E,点F分别是正方形ABCD边BC和CD上两点,AB=12,BE=CF,连接AE,BF交于点G.
(1)∠AGB= 90° ;
(2)连接EF,若点H是EF的中点,则GH的最小值为 .
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=12,∠ABC=∠BCD=90°,
在△ABE和△BCF中,
,
∴△ABE≌△BCF(SAS),
∴∠AEB=∠BFC,
∴∠BFC+∠FBC=90°=∠AEB+∠FBC,
∴∠AGB=90°.
(2)连接GH,如图:
∵∠AGB=90°,
∴∠FGE=90°,
∵点H是EF的中点,
∴,
设BE=CF=x,则CE=12﹣x,
∵∠ECF=90°,
∴EF2=(12﹣x)2+x2=2x2﹣24x+144=2(x﹣6)2+72≥72,
∴EF的最小值,
∴GH的最小值.
15.如图,已知正方形ABCD的边长为2,P是对角线BD上一点,PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,连接AP,EF,则EF的最小值为 .
【解答】解:连接CP,如图:
∵正方形ABCD中,∠BCD=90°,BC=CD=2,
∴,
又PE⊥BC,PF⊥CD,
∴四边形PECF是矩形,
∴EF=CP,
则EF的最小值即为CP的最小值,
当CP⊥DB时,CP最短,
此时,
∴,
即EF的最小值为,
故答案为:.
16.如图,菱形ABCD的边长为2,∠B=120°,G是CD边的中点,E为菱形ABCD内一动点,连接CE,AE,GE.CE=2,点F为CE的中点,连接DF,则AE+DF的最小值为 .
【解答】解:过A作AN⊥CD交CD的延长线于N,
∵四边形ABCD是边长为2的菱形,∠B=120°,
∴∠ADC=∠B=120°,AD=CD=CE=2,
∴,
∵F是CE中点,
∴,
∵CG=1=CF,∠DCF=∠ECG,CD=CE=2,
∴△DCF≌△ECG(SAS),
∴EG=DF,
∴AE+DF=AE+EG,
∵∠ADN=180°﹣120°=60°,
∴∠DAN=90°﹣60°=30°,
∴,,
∴NG=DG+DN=2,
∴,
∵,
∴,
∴AE+DF的最小值为.
故答案为:.
17.如图,在△ABC中,,BC=4,点D是BC上的动点,连接AD,在AD右侧作菱形ADEF,∠E=∠BAC,点G是AC的中点,连接FG,则FG的最小值为 .
【解答】解:如图,过点A作AO⊥BC于点O,取点H为AB的中点,连接DH,
则,
由条件可知,
在菱形ADEF中,AF=AD,∠E=∠DAF,
∵∠E=∠BAC,
∴∠BAC=∠E=∠DAF,
∴∠BAC﹣∠DAC=∠FAD﹣∠DAC,
即∠HAD=∠GAF,
∴△AHD≌△AGF(SAS),
∴FG=DH,
则当HD最小时,FG最小,
如图,当HD⊥BC时,HD取最小值,
由条件可知HB=HO,
∵HD⊥BO,
∴BD=DO,
∴,
根据勾股定理可得,
∴,
即FG最小值为.
故答案为:.
18.如图,在边长为2的正方形ABCD中,E是CD的中点,P、Q分别是边AD、BC上的动点,且PQ⊥BE交BE于点F,则BP+QE的最小值为 .
【解答】解:如图,过P作PM⊥BC于点M,将正方形ABCD沿BC翻折,得到正方形BCHG,连接GM,过点Q作QN∥MG交GH于点N,
∴∠PMB=∠PMQ=90°,
∵四边形ABCD,四边形BCHG是正方形,
∴∠A=∠ABC=∠BCD=∠GBC=∠H=90°,BC∥GH,AB=CD=BC=CH=BG=2,
∴四边形MGNQ是平行四边形,∠A=∠ABC=∠PMB=90°,
∴MG=QN,MQ=GN,四边形ABMP是矩形,
∴AB=PM=BC,AP=BM,
在△ABP和△BGM中,
,
∴△ABP≌△BGM(SAS),
∴BP=MG=QN,
∵PQ⊥BE,
∴∠BFQ=90°,
∴∠MPQ+∠PQM=90°=∠EBC+∠PQM,
∴∠MPQ=∠CBE,
在△MPQ和△CBE中,
,
∴△MPQ≌△CBE(ASA),
∴MQ=CE=GN,
∵E是CD的中点,
∴,
∴MQ=CE=GN=1,
∴NH=GH﹣GN=2﹣1=1,
∵BP+QE=NQ+QE,
∴要使BP+QE有最小值,则NQ+QE有最小值,则当N、Q、E三点共线时,为线段NE的长,
∵EH=EC+CH=1+2=3,
∴,
∴BP+QE的最小值为.
19.如图,点E、F分别是正方形ABCD的边AD、BC上的动点,且AE=CF,BM⊥EF于点M,连接CM.若正方形ABCD的面积为8,则CM的最小值为 1 .
【解答】解:如图,连接AC交EF于点O.连接OB,取O不到中点J,连接JM,JC,过点J作JH⊥BC于点H.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD∥BC,
∴∠EAO=∠FCO,
∵AE=CF,∠AOE=∠COF,
∴△AEO≡△CFO(AAS),
∴OA=OC,
∵正方形ABC端点面积为8,
∴AB=BC=2,
∵∠ABC=90°,
∴ACAB=4,
∵AO=OC,
∴BO平分∠ABC,BOAC=2,
∴∠ABO=∠OBC=45°,
∵BM⊥EF,
∴∠BMO=90°,
∴JMOB=1,
∵JH⊥BC,
∴JH=BHBJ,
∴CH=2,
∴CJ,
∵CM≥CJ﹣JM1,
∴CM的最小值为1.
故答案为:1.
20.如图,在长方形ABCD中,AD=3,AB=2,BF=DE,则CE+DF的最小值是 .
【解答】解:如图,在长方形ABCD中,AD=3,AB=2,延长CB到点M,使得BM=CD,连接DM,
∴∠MBF=∠CDE=∠DCM=90°,AB=CD=CM=2,BC=AD=3,
∴CM=BC+BM=3+2=5,
在△ECD和△FMB中,
,
∴△ECD≌△FMB(SAS),
∴CE=MF,
连接DM,
∵DF+FM≥DM,
∴DF+CE≥DM,
故当D,F,M三点共线时,DF+CE取得最小值,
在直角三角形CDM中,由勾股定理得最小值为:,
故答案为:.
21.如图,正方形ABCD的边长为1,E,F分别是边BC,CD上的两个动点,且BE=CF,连接BF,DE,则BF+DE的最小值为 .
【解答】解:如图1,连接AE,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=∠BCF=90°,
∵BE=CF,
∴△ABE≌△BCF(SAS),
∴AE=BF,
∴BF+DE的最小值等于AE+DE的最小值,
如图2,作点A关于BC的对称点H,连接BH,则A、B、H三点共线,
连接DH,DH与BC的交点即为所求的E点,
根据对称性可得AE=HE,
∴AE+DE=HE+DE=DH,
在Rt△ADH中,AH=AB+BH=1+1=2,AD=1,
∴,
∴BF+DE的最小值等于.
故答案为:.
三.解答题(共11小题)
22.问题提出
(1)如图1,在正方形ABCD中,E,F分别在边BC,CD上,连接AE,BF,交于点G,且AE⊥BF,求证:AE=BF;
问题解决
(2)如图2,某公园有一块正方形ABCD的空地,园区管理员准备在这块空地内修四条小路AE,AG,GF,EF,其余部分种植各种不同的花卉.已知点E,F,G分别在边BC,AB,CD上,且AE⊥GF于点H.若AB=60m,CE=2BE,求小路AG+EF的最小值.(小路的宽度均忽略不计)
【解答】(1)证明:在正方形ABCD中,AB=BC,∠ABE=90°,
∵AE⊥BF,
∴∠AGB=90°,
∴∠ABF+∠FBC=∠ABF+∠BAE=90°,
∴∠FBC=∠BAE,
在△ABE和△BCF中,
,
∴△ABE≌△BCF(ASA),
∴AE=BF;
(2)解:如图所示:过B作AE的垂线,交CD于点M,过点F作FK∥BC,交CD于K,
把线段AG平移至A′F,过点A′作A′H⊥BC于H,连接A′E,
由(1)可知:CM=BE=20m,
由平移得:AG=A′F,
∴AG+EF=A′F+EF≥A′E,当且仅当A′、F、E三点共线时,AG+EF=A′E为最小值;
设BF=xm,
∵FG∥BM,AB∥CD,
∴四边形BFGM是平行四边形,
∴GM=BF=xm,
∴GD=CD﹣CM﹣GM=(40﹣x)m,
同理DK=AF=(60﹣x)m,
∴GK=DK﹣DG=20m,
由平移得:A′H=60﹣20=40(m),BH=60m,
∴EH=BE+BH=20+60=80(m),
∴A′E40(m),
∴小路AG+EF的最小值为40m.
23.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,点D为AB边上一个动点(不与点A、B重合),过点D作DE∥BC,DF∥AC,分别交AC、BC于点E、F,连结EF.
(1)求证:四边形ECFD是矩形;
(2)若CB=2,CA=4,求EF的最小值.
【解答】(1)证明:∵FD∥CA,BC∥DE,
∴四边形ECFD为平行四边形,
又∵∠C=90°,
∴四边形ECFD为矩形;
(2)解:在Rt△ABC中,∠C=90°,CB=2,CA=4,
∴AB2;
∵四边形ECFD为矩形,
∴EF=CD,
由垂线段最短可得CD⊥AB时,线段CD的值最小,即线段EF的值最小,
此时,S△ABCBC•ACAB•CD,
即2×42•CD,
解得CD,
∴EF.
24.已知正方形ABCD的边长为4,点P是线段BC上一点,取AB中点O,点P关于点O的对称点为Q,连结AQ,以PQ为斜边构造等腰直角三角形PQR,点R与点D在PQ的同侧,连结RD.
(1)当点P不与点B重合时,求证:△AOQ≌△BOP.
(2)连结OD,当△QOD是直角三角形时,求CP的长.
(3)线段DR的最小值为 2 .
(4)四边形PRDC的最大面积为 ,此时线段BP的长度为 1 .
【解答】解:(1)∵点O是AB的中点,
∴OA=OB,
由对称的性质得:OQ=OP,点P,O,Q共线,
∴∠AOQ=∠BOP,
在△AOQ和△BOP中,
,
∴△AOQ≌△BOP(SAS);
(2)∵四边形ABCD是正方形,且边长为4,
∴AB=BC=CD=AD=4,∠BAD=∠B=∠C=∠CDA=90°,AD∥BC,
∵△AOQ≌△BOP,
∴∠OAQ=∠B=90°,AQ=BP,
∴∠OAQ+∠BAD=180°,
∴点Q,A,D共线,
在Rt△OAQ中,∠OQA<90°,
又∵点D是AB的中点,
∴∠QDO<90°,
∴当△QOD是直角三角形时,只有∠QOD=90°,连接DP,如图1所示:
设BP=a,则AQ=BP=a,CP=BC﹣a=3﹣a,DQ=AD+AQ=4+a,
∵OP=OQ,∠QOD=90°,
∴OD是线段PQ的垂直平分线,
∴DP=DQ=4+a,
在Rt△CPD中,由勾股定理得:DP2=CD2+CP2,
∴(4+a)2=42+(4﹣a)2,
解得:a=1,
∴CP=4﹣a=3;
(3)过点R作RE⊥AD,ER的延长线交BC于点F,如图2所示:
∵AD∥BC,
∴RF⊥BC,
∴∠QER=∠REP=90°,
∴∠EQR+∠ERQ=90°,
∵△PQR是等腰直角三角形,且PQ为斜边,
∴QR=PR,∠PRQ=90°,
∴∠ERQ+∠FRP=90°,
∴∠EQR=∠FRP,
在△QER和△RFP中,
,
∴△QER≌△RFP(AAS),
∴ER=PF,QE=RF,
∵EF⊥AD,∠BAD=∠B=∠C=∠CDA=90°,
∴四边形EFCD和四边形ABFE都是矩形,
∴EF=CD=4,AE=BF,
∴QE=RF=EF﹣ER=4﹣ER,
设BP=AQ=a,则AE=QE﹣AQ=4﹣ER﹣a,
又∵BF=BP+PF=a+ER,
∴4﹣ER﹣a=a+ER,
∴ER=2﹣a,
∴PF=ER=2﹣a,
∴BF=BP+PF=a+2﹣a=2,
∴BF=CF=2,AE=DE=2,
∴点R始终在线段BC的垂直平分线上运动,
根据“垂线段最短”得:DR≥DE,
∴当点R于点E重合时,DR为最小,最小值是线段DE的长,
∴DR的最小值是2,
故答案为:2;
(4)设ER=PF=t,则RF=4﹣t,
∴S△PRFPF•RFt(4﹣t),S△DERDE•ER2t=t,
又∴S矩形EFCD=DE•CD=8,
∴四边形PRDC的面积S,
根据二次函数的性质得:当t=1时,S为最大,最大值是,
此时BP=BF﹣PF=2﹣t=1.
故答案为:;1.
25.如图,菱形ABCD中,∠B=60°,点E是AB边上的点,AE=4,BE=8,点F是BC上的一点,△EGF是以点G为直角顶点,∠EFG为30°角的直角三角形,连结AG,当点F在直线BC上运动时,求线段AG的最小值?
【解答】解:过点E作EM⊥BC于点M,作MH⊥AB于点H,作AP⊥GM于点P,
由条件可知点E、M、F、G四点共圆,
∴∠EMG=∠EFG=30°,
∵∠B=60°,
∴∠BEM=30°=∠EMG,
∴MG∥AB,
∴四边形MHAP是矩形,
∴MH=AP,
∵BE=8,
∴,
∴,
∴,
∴AG的最小值为.
26.如图,在菱形ABCD中,AC=16,BD=12,E是CD边上一动点,过点E分别作EF⊥OC于点F,EG⊥OD于点G,连接FG.
(1)求证:四边形OGEF为矩形.
(2)求GF的最小值.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠GOF=90°,
∵EF⊥OC于点F,EG⊥OD于点G,
∴∠EGO=∠GOF=∠EFO=90°,
∴四边形OGEF为矩形;
(2)解:如图,连接OE,
由(1)可知,四边形OGEF为矩形,
∴GF=OE,
∵四边形ABCD是菱形,AC=16,BD=12,
∴AC⊥BD,OC=OAAC=8,OD=OB6,
∴∠COD=90°,
∴CD10,
当OE⊥CD时,OE最小,则GF最小,
此时,S△CODCD•OEOC•OD,
∴CD•OE=OC•OD,
∴OE,
∴GF的最小值为.
27.已知抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0),B(﹣1,8).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点C(﹣3,y1),D(m,y2)在该抛物线上,且y1>y2,求m的取值范围;
(3)将此抛物线向左平移n(n>0)个单位,设平移后抛物线与y轴的交点为E(0,e),若e的最大值和最小值分别为e1,e2,且e1﹣e2=6,求n的值.
【解答】解:(1)由条件可知,
解得,
∴该抛物线的函数表达式为y=x2﹣4x+3;
(2)y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
抛物线开口向上,对称轴为x=2,
点C(﹣3,y1)到对称轴的距离为|﹣3﹣2|=5,
点D(m,y2)到对称轴的距离为|m﹣2|,
因为y1>y2,
所以|m﹣2|<5,即:﹣5<m﹣2<5,
解得﹣3<m<7;
(3)抛物线向左平移n个单位后,解析式为:y=(x﹣2+n)2﹣1,
当x=0时,与y轴交点E的纵坐标:e=(0﹣2+n)2﹣1=(n﹣2)2﹣1,
这是一个关于n的二次函数,开口向上,对称轴为n=2,
当n=2时,e取最小值e2=﹣1,
题目中e1﹣e2=6,则e1=5,
令(n﹣2)2﹣1=5,即(n﹣2)2=6,
解得:,
因为n>0,所以.
28.已知二次函数y=x2+bx﹣b(a﹣b)﹣c2的图象经过点(a,0).
(1)若a=b+c,b=1,求此二次函数的解析式;
(2)若a,b,c为正实数,设,试判断N是否存在最小值?若存在,请求出N的最小值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)把点(a,0)代入y=x2+bx﹣b(a﹣b)﹣c2得a2+b2﹣c2=0,
∵a=b+c,b=1,
∴a=1+c,
∴(1+c)2+1﹣c2=0,
解得:c=﹣1,
∴a=0
∴二次函数的解析式为y=x2+x;
(2)N存在最小值,理由如下:
∵,
∴,
∵a2+b2﹣c2=0,
∴,
∵(a﹣b)2=a2﹣2ab+b2≥0,
∴a2+b2≥2ab,
∴,
∵a,b,c为正实数,
∴为正实数,
∴,
∴N的最小值为.
29.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,OA=2,OB=6,D是直线BC上方抛物线上一动点,作DF⊥AB交BC于点E,垂足为点F,连接CD.
(1)求抛物线的表达式;
(2)是否存在点D,使△CDE是以DE为底边的等腰三角形?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接OE,将线段OE绕点O按顺时针方向旋转90°得到线段OG,连接AG,请直接写出线段AG长度的最小值 .
【解答】解:(1)∵OA=2,OB=6,
∴A(﹣2,0),B(6,0),
将A、B代入y=ax2+bx+3,
∴,
解得,
∴yx2+x+3;
(2)存在点D,使△CDE是以DE为底边的等腰三角形,理由如下:
当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+3,
∴6k+3=0,
解得k,
∴yx+3,
设D(t,t2+t+3),则E(t,t+3),
∴线段DE的中点的纵坐标为t2t+3,
∵△CDE是以DE为底边的等腰三角形,
∴t2t+3=3,
解得t=0或t=2,
∴D(2,4);
(3)过点E作EM⊥y轴交于M点,过点G作GN⊥y轴交于N点,
∵OE⊥OG,
∴∠EOG=90°,
∴∠MOE+∠NOG=90°,
∵∠MOE+∠OEM=90°,
∴∠OEM=∠NOG,
∵OE=OG,
∴△OME≌△GNO(AAS),
∴OM=NG,ME=ON,
设E(m,m+3),
∴G(m+3,﹣m),
∴AG,
当m时,AG有最小值,
故答案为:.
30.已知抛物线y=﹣x2+bx+c(b,c为常数,b>0)经过点A(﹣1,0),与x轴交于点B,与y轴交于点C.
(Ⅰ)当b=4时,求抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)点D(b+2,yD)是抛物线上任意一点.
①当AD=2BC时,求b的值;
②若点M(m,0)是x轴正半轴上的动点,当2DM+AM的最小值为时,求b的值.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意,y=﹣x2+4x+c,
代入点A(﹣1,0)得:0=﹣1﹣4+c,
则c=5.
由顶点坐标公式得:x2,y9.
∴抛物线顶点坐标为(2,9).
(Ⅱ)如图,∠ANM=90°,∠MAN=30°,过点D作AN的垂线交x轴于点E,垂足为F.
①把点A(﹣1,0)代入y=﹣x2+bx+c得:0=﹣1﹣b+c,
∴c=b+1.
∴抛物线解析式为y=﹣x2+bx+b+1.
∵抛物线对称轴为x.
根据对称轴的性质,xA+xB=2•b.
∴xB=b﹣xA=b+1.
∴OC=OB=b+1.
∵yD=﹣(b+2)2+b(b+2)+b+1=﹣b﹣3,
∴点D坐标为(b+2,﹣b﹣3).
对于等腰直角△BOC,BCOC(b+1).
由AD=2BC可得:(xD﹣xA)2+(yD﹣yA)2=(2BC)2.
∴(b+3)2+(﹣b﹣3)2=8(b+1)2.
解得:b=1或.
∵b>0,
∴b=1.
②对于Rt△ANM,∠MAN=30°.则AM=2MN.
∴∠AEF=∠BED=60°,
∴2DM+AM=2(DM+MN).
当点M与点E重合时,点N与点F重合,DM+MN≥DF,
∴2DF.
∵xE=xD﹣|yD|÷tan60°=b+2(b+3)=m,DE=|yD|÷sin60°,EF.
∴DF=DE+EF(b+3)+[b+2(b+3)﹣(﹣1)]÷2.
即:(b+3)().
解方程得:b=2.
31.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与y轴相交于点A(0,﹣3),与x轴相交于点B(3,0),D(d,0).
(1)求抛物线C1的函数表达式及d的值.
(2)M是抛物线上的一点,且在第四象限内.
①如图1,当点M到x轴的距离为3时,△BDM的面积为 6 .
②如图2,过点M作MN⊥AB于点N,当线段MN最大时,求此时点M的坐标.
(3)将抛物线沿x轴翻折,得到抛物线C2,点P(横坐标为x)在抛物线C2上,其最大值为m,最小值为n.若对于任意t﹣1≤x≤t+1,m﹣n≤6恒成立,请直接写出实数t的所有整数值.
【解答】解:(1)抛物线与y轴相交于点A(0,﹣3),与x轴相交于点B(3,0),D(d,0).将点A,点B的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴抛物线C1的函数表达式y=x2﹣2x﹣3,
把点D的坐标代入得:0=d2﹣2d﹣3,
解得:d=﹣1或3(不符合题意,舍去),
∴D(﹣1,0);
(2)①∵B(3,0),D(﹣1,0),
∴BD=3﹣(﹣1)=4
∵当点M到x轴的距离为3时,
∴;
故答案为:6;
②如图,A(0,﹣3),B(3,0),过点M作MP⊥x于P,连接MA,MB,
∴,
设点M(x,x2﹣2x﹣3),
∵点M在第四象限内,
∴MP=﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+2x+3,OP=x,BP=3﹣x,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴当时,MN有最大值,
∴当时,,
∴当线段MN最大时,此时点M的坐标为;
(3)实数t的所有整数值为0、1、2.理由如下:
∵抛物线沿x轴翻折,得到抛物线C2,
∴抛物线,
∵﹣1<0,
∴抛物线开口向下,当x<1时,y随x增大而增大,当x>1时,y随x增大而减小,当x=1时,y 有最大值4;
当t+1≤1,即t≤0时,
在t﹣1≤x≤t+1时,最大值m=﹣(t+1﹣1)2+4=﹣t2+4,
最小值n=﹣(t﹣1﹣1)2+4=﹣t2+4t,
∵m﹣n≤6,
∴(﹣t2+4)﹣(﹣t2+4t)≤6,
解得:,
∴,
∴t的整数值为0;
②当t﹣1<1且t+1>1,即0<t<2时,
在t﹣1≤x≤t+1时,
i)当0<t≤1时,最大值m=﹣(t+1﹣1)2+4=﹣t2+4,
最小值n=﹣(t﹣1﹣1)2+4=﹣t2+4t,
∵m﹣n≤6,
∴(﹣t2+4)﹣(﹣t2+4t)≤6,
解得:,
∴,,
∴t的整数解为1;
ii)当1<t<2时,
∴t无整数解;
③当t﹣1≥1,即t≥2时,最大值m=﹣(t﹣1﹣1)2+4=﹣t2+4t,
最小值n=﹣(t﹣1﹣1)2+4=﹣t2+4,
∵m﹣n≤6,
∴(﹣t2+4t)﹣(﹣t2+4)≤6,
解得:,
∴,
∴t的整数解为2;
综上所述,若对于任意t﹣1≤x≤t+1,m﹣n≤6恒成立,实数t的所有整数值为0、1、2.
32.已知如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)已知点P是抛物线对称轴上一点,若S△PCA=5,求P点的坐标;
(3)若抛物线y=ax2+(b+m)x+3+n上仅存在一个点Q(x1,y1),使得2x1+y1=0,若0≤m≤2,求n的最小值.
【解答】解:(1)抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0)两点,将点A,点B的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点坐标为(1,4);
(2)抛物线y=﹣x2+2x+3与y轴交于点C,
当x=0时,得:y=3,
∴C(0,3),
如图,设PA与y轴交于点D,
∴,
又∵A(﹣1,0),对称轴为直线x=1,
∴CD=5,
∴D(0,﹣2)或D(0,8),
设直线AD:y=k1x+b1将点A,点D的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴直线AD:y=﹣2x﹣2,
当x=1时,y=﹣2x﹣2=﹣4,
∴P(1,﹣4);
由A(﹣1,0)、D(0,8)同理可得AD:y=8x+8,得到P(1,16),
综上所述,P点的坐标为(1,﹣4)或(1,16);
(3)由题意得:y=﹣x2+(2+m)x+3+n,
∵仅存在一个点Q(x1,y1),使得2x1+y1=0,
∴抛物线y=﹣x2+(2+m)x+3+n与直线y=﹣2x仅有一个交点,
﹣x2+(2+m)x+3+n=﹣2x,
整理得:x2﹣(4+m)x﹣3﹣n=0,
∴Δ=(4+m)2﹣4(﹣3﹣n)=0,
∴(4+m)2+12+4n=0,
∴,
又∵0≤m≤2,当m>﹣4时,n随着m的增大而减小,
∴m=2时,n最小为.
∴当0≤m≤2时,即当m=2时,n有最小值﹣12.
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