第一章 特殊平行四边形 题型练习:特殊平行四边形中的最值 2026-2027学年北师大版九年级数学上册
2026-09-06
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摘要:
**基本信息**
聚焦特殊平行四边形最值问题,以垂线段最短、轴对称(将军饮马)、三角形三边关系为核心方法,构建“原理-典例-应用”的系统训练体系,培养几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|垂线段最短|5题|等线段转化后用垂线段最短|结合矩形、菱形性质,将动态线段和转化为定线距离|
|轴对称及两点之间线段最短|6题|作对称点化折线为直线(将军饮马)|利用正方形、菱形对称性,迁移“两点之间线段最短”原理|
|三角形三边关系|3题|对称转化线段至同一三角形,用三边关系求范围|综合特殊平行四边形性质与勾股定理,构建不等关系|
内容正文:
特殊平行四边形 题型练习:特殊平行四边形中的最值
考点1: 利用垂线段最短求最值
· 利用等线段转化,然后利用“垂线段最短”求最值
练习1.
1. 如图,在矩形ABCD中,AB=3 ,AD=4,点P从点B出发,沿着BD往点D移动,若过点P分别作AB,AD的垂线,垂足分别为E,F,则EF的最小值为( A ).
A. B. C.4 D.5
2. 如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AC=6,BD=8,点P和点E分别为BD,CD上的动点,求PE+PC的最小值为( B ).
A.5 B. C.6 D. 8
3. 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 3 .
4. 如图,□ABCD中,AC⊥BD,点P为AB边上一动点(不与点A,B重合),PE⊥OA于点E,PF⊥OB点F.若AC=8,BD=6,则EF的最小值为 .
5. 如图所示,在菱形ABCD中,AB=AC=10,对角线AC,BD相交于点O,点M在线段AC上,且AM=3,点P为线段BD上的一个动点,则MP+PB的最小值是 .
考点2: 利用轴对称及两点之间线段最短求最值(将军饮马)
· 已知:两定点A,B位于直线l同侧,直线l上有一动点P.
计算:PA+PB的最小值.
作辅助线:作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交l于点P.
结论:最小值为AB′的长.
原理:对称点的连线被对称轴垂直平分,两点之间线段最短.
练习2.
1. 如图,正方形ABCD的边长为8,点M在边CD上,且DM=2,N是对角线AC上一动点,则DN+MN的最小值为( D ).
A.8 B.8 C.2 D.10
2. 如图所示,点P是边长为1的菱形ABCD对角线AC上的一个动点,点M,N分别是AB,BC边上的中点,则MP+PN的最小值是( B ).
A. B.1 C. D.2
3. 如图,在边长为4的正方形ABCD中,点E,F分别是边BC,CD上的动点,且BE=CF,连接BF,DE则BF+DE的最小值为( D ).
A.2 B.2 C.4 D.4
4. 如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=8,点E在边AD上,点F在边BC上,且BF=DE,连接CE,DF,则CE+DF的最小值为 8 .
第4题
第5题
5. 如图,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上的动点,连接AE,EF ,则AEAEF 的最小值为____.
考点3: 利用三角形三边之间的关系求最值
· 通常利用特殊平行四边形的对称性作对称点,将不同线段转化到同一个三角形中,然后利用 “三角形的三边关系”求解,通常过程中需要运用勾股定理求线段长.
练习3.
1. 如图所示,在正方形ABCD中,AB=2,E为边AB上一点,F为边BC上一点,连接DE和AF交于点G,连接BG.若AE=BF,则BG的最小值为 -1 .
2. 如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A,B分别在边OM,ON上,当点B在边ON上运动时,点A随之在OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=6,BC=2.运动过程中,点D到点O的最大距离是 +3 .
3. 如图,在△ABC中,AB=3,AC=6,以BC为边,在△ABC右侧作正方形BCDE,对角线BD与CE相交于点O,连接AO,则AO的最大值为____.
巩固练习:
1. 如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点E,F,分别为AD,DC边上的点,且EF=2,点G为EF的中点,点P为BC上一动点,则PA+PG的最小值是( B ).
A.3 B.4 C.5 D.6
2. 如图,将两张完全一样的长为 、宽为的长方形纸条交叉,使重叠部分的四边形周长最大,则这个最大值是( C ).
A.4 B.4 C. D.
3. 如图所示,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,连接AC,点O是AC的中点,M是AD上一点,且MD=1,P是BC上的一动点,则PM-PO的最大值为____.
4. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,D,E分别是边AC,BC上的动点,连接DE,M,N分别是DE,AB的中点,若DE=2,则MN的最小值为____.
5. 如图,在正方形ABCD中,AB=8,对角线AC上的有一动点P(点P不与点C、点A重合),以DP为边作正方形DPFG.若E是DC的中点,连接EG,则EG的最小值为 2 .
6. 如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,点P为边BC上一动点,PE⊥AB于点E,PF⊥AC于点F,连接EF,则EF的最小值为____.
7. 如图,在菱形ABCD中,∠B=45°,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GH的最小值为3,则BC的长为 6 .
8. 如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,E,F分别是边AB,BC上的点,且∠EDF=60°.
(1)判断DE与DF的数量关系并说明理由;
(2)若AB=4,求△EDF周长的最小值;
(3)当点E在AB边上运动时,小亮发现,四边形DEBF的面积保持不变,请验证小亮的发现.
解:(1)DE=DF,理由如下:连接BD,如答图所示,
∵菱形ABCD中,AB=BC=CD=AD,∠A=∠C=60°,AB∥CD,∠ABD=∠CBD,
∴△ABD为等边三角形,∴∠ADB=60°,BD=AD.
∵AB∥CD,∴∠ABC=180°-∠C=120°,∴∠ABD=∠CBD= ∠ABC=60°,∴∠DBF=∠A=60°,
∵∠ADB=∠EDF=60°,∴∠ADE+∠EDB=∠EDB+∠BDF,∴∠ADE=∠BDF,
∵BD=AD,∴△ADE≌△BDF ,∴DE=DF.
(2)∴△EDF 周长的最小值为3×2 =6
(3)根据(1)可知,△ADE≌△BDF ,∴S△ADE =S△BDF,
∴S四边形DEBF=S△BDE+S△BDF=S△ADE+S△BDE=S△ABD= S菱形ABCD.
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特殊平行四边形 题型练习:特殊平行四边形中的最值
考点1: 利用垂线段最短求最值
· 利用等线段转化,然后利用“垂线段最短”求最值
练习1.
1. 如图,在矩形ABCD中,AB=3 ,AD=4,点P从点B出发,沿着BD往点D移动,若过点P分别作AB,AD的垂线,垂足分别为E,F,则EF的最小值为( ).
A. B. C.4 D.5
2. 如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AC=6,BD=8,点P和点E分别为BD,CD上的动点,求PE+PC的最小值为( ).
A.5 B. C.6 D. 8
3. 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 .
4. 如图,□ABCD中,AC⊥BD,点P为AB边上一动点(不与点A,B重合),PE⊥OA于点E,PF⊥OB点F.若AC=8,BD=6,则EF的最小值为 .
5. 如图所示,在菱形ABCD中,AB=AC=10,对角线AC,BD相交于点O,点M在线段AC上,且AM=3,点P为线段BD上的一个动点,则MP+PB的最小值是 .
考点2: 利用轴对称及两点之间线段最短求最值(将军饮马)
· 已知:两定点A,B位于直线l同侧,直线l上有一动点P.
计算:PA+PB的最小值.
作辅助线:作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交l于点P.
结论:最小值为AB′的长.
原理:对称点的连线被对称轴垂直平分,两点之间线段最短.
练习2.
1. 如图,正方形ABCD的边长为8,点M在边CD上,且DM=2,N是对角线AC上一动点,则DN+MN的最小值为( ).
A.8 B.8 C.2 D.10
2. 如图所示,点P是边长为1的菱形ABCD对角线AC上的一个动点,点M,N分别是AB,BC边上的中点,则MP+PN的最小值是( ).
A. B.1 C. D.2
3. 如图,在边长为4的正方形ABCD中,点E,F分别是边BC,CD上的动点,且BE=CF,连接BF,DE则BF+DE的最小值为( ).
A.2 B.2 C.4 D.4
4. 如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=8,点E在边AD上,点F在边BC上,且BF=DE,连接CE,DF,则CE+DF的最小值为 .
第4题
第5题
5. 如图,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上的动点,连接AE,EF ,则AEAEF 的最小值为 .
考点3: 利用三角形三边之间的关系求最值
· 通常利用特殊平行四边形的对称性作对称点,将不同线段转化到同一个三角形中,然后利用 “三角形的三边关系”求解,通常过程中需要运用勾股定理求线段长.
练习3.
1. 如图所示,在正方形ABCD中,AB=2,E为边AB上一点,F为边BC上一点,连接DE和AF交于点G,连接BG.若AE=BF,则BG的最小值为 .
2. 如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A,B分别在边OM,ON上,当点B在边ON上运动时,点A随之在OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=6,BC=2.运动过程中,点D到点O的最大距离是 .
3. 如图,在△ABC中,AB=3,AC=6,以BC为边,在△ABC右侧作正方形BCDE,对角线BD与CE相交于点O,连接AO,则AO的最大值为 .
巩固练习:
1. 如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点E,F,分别为AD,DC边上的点,且EF=2,点G为EF的中点,点P为BC上一动点,则PA+PG的最小值是( ).
A.3 B.4 C.5 D.6
2. 如图,将两张完全一样的长为 、宽为的长方形纸条交叉,使重叠部分的四边形周长最大,则这个最大值是( ).
A.4 B.4 C. D.
3. 如图所示,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,连接AC,点O是AC的中点,M是AD上一点,且MD=1,P是BC上的一动点,则PM-PO的最大值为 .
4. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,D,E分别是边AC,BC上的动点,连接DE,M,N分别是DE,AB的中点,若DE=2,则MN的最小值为 .
5. 如图,在正方形ABCD中,AB=8,对角线AC上的有一动点P(点P不与点C、点A重合),以DP为边作正方形DPFG.若E是DC的中点,连接EG,则EG的最小值为 .
6. 如图,在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,点P为边BC上一动点,PE⊥AB于点E,PF⊥AC于点F,连接EF,则EF的最小值为 .
7. 如图,在菱形ABCD中,∠B=45°,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GH的最小值为3,则BC的长为 .
8. 如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,E,F分别是边AB,BC上的点,且∠EDF=60°.
(1)判断DE与DF的数量关系并说明理由;
(2)若AB=4,求△EDF周长的最小值;
(3)当点E在AB边上运动时,小亮发现,四边形DEBF的面积保持不变,请验证小亮的发现.
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