勾股定理中的线段最值问题 专题复习讲义 2026—2027学年苏科版八年级数学上册
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内容正文:
勾股定理中的线段最值问题
专题复习讲义
—学年苏科版八年级数学上册
教师版
本讲义通过垂线段、轴对称、固定长度和根式表示,研究平面内线段长度的最大值与最小值,结合基础练习、综合问题和中考题检验点的位置与取值范围。
内容导航
知识梳理 1
一、先检查垂足是否在允许范围内 3
二、作对称把折线转化为线段 5
三、求线段长度的最大值与最小值 8
四、把根式和看作两条斜边 10
A组 基础巩固 13
B组 能力突破 17
C组 综合提升 21
D组 中考衔接 28
知识梳理
线段最值题要完成两件事:先比较所有允许位置中的长度,再找出能够取得这个长度的位置。只算出一个不可能达到的数,不能作为最小值或最大值。
一、用勾股定理比较线段长短
设直线,在上,、,则。固定时,越小,越小;越大,越大。因此,求的最小值要先看点能否到达。
若只能在线段或射线上取点,而不在允许部分,就应比较允许位置到的距离。若几个位置到的距离相等,它们到的距离也相等。
如,题设要求,则,即。只有允许时,才是可取得的最小值。
二、把折线长度与线段长度比较
三角形两边之和大于第三边。把中间点也允许取在连接两端的线段上时,可写;等号成立时,在线段上。多段折线同理,达到两端点距离时,各段必须沿同一方向排在同一直线上。
、在直线同侧,在上时,作关于的对称点,便有。因此。连接,只有交点属于题目允许的线段或射线,才能据此取得最小值。
若、在的两侧,可先检查线段与允许部分的交点,不必再作对称。连续经过两条直线时,要按规定顺序作对称,并检查两个交点的位置。
如中,,、,则。任取点,都有;点在线段上时,和恰为。
三、利用固定长度和平方关系
若、固定,由三角形边的关系可比较:
,且。允许三点共线时,要按相应的点序检查两端长度能否取得;若题设不允许共线,端点通常不能取得。
折叠、旋转中的对应线段可能保持不变。先用等距或全等把所求线段换成容易比较的线段,再运用勾股定理或三角形边的关系。不能仅凭图形看起来对称就认定两段相等。
还可用,即,比较两段长度之和;等号成立时。使用这一关系后,仍要确认两段相等的位置符合题设。
如两段长度、满足,则,故;等号在时成立。若题目另有限制,还应检查这组长度是否允许。
四、把根式看作直角三角形的斜边
当、都不为时,根式可表示直角边长为、的直角三角形的斜边;若其中一个为,根式等于另一个数的绝对值。若、本来是线段长度,应先确认它们非负,不能把负数直接当作边长。
例如、、且时,可用下图表示:取,在直线两侧
分别作、,使、;在上取。点在内部时,由勾股定理可知两个根式分别为、;与端点重合时,直接按线段长度计算,结论仍然成立。
连接,交点在线段内时,最小为。再过作的平行线,与直线交于,则、,因而。求时应用已知的等长、全等、角度或面积关系,不能只凭图估计。
若的范围不包含使、、共线的位置,就不能直接采用上述长度;应按允许的重新比较。
一、先检查垂足是否在允许范围内
先由已知边求点到直线的距离,再检查垂足是否允许。垂足在允许部分时取垂足;垂足在外时,比较最近端点;允许部分分成几段时,分别比较。
例、在线段上,,;,。点在线段上运动。求的最小值,并求此时点的位置。
解析
在中,,所以。
不与重合时,在中,;与重合时,。在线段上,故的最小值为,此时点与重合。
变式、、、三点共线,
排列顺序为、、,,,,。点在线段上运动。求的最小值,并求此时点的位置。
解析
在中,,。
由、、的顺序知,在线段上时,。因此。等号恰在点与重合时成立,最小值为。
变式、、、依次共线,,,。点在线段上,点在线段上,。点只允许在线段或线段上运动。求的最小值,并找出所有取得最小值的位置。
解析
,故。
在或上时,,且点与重合或点与重合时恰有。因此,最小值为;全部最短位置是、。
变式、在中,,,。从向作垂线,垂足在线段内部。点在线段上运动。求的最小值。
解析
设,则。由两个直角三角形得,。
两式相减,,得。因此,。点与重合时最短,最小值为。
二、作对称把折线转化为线段
同侧两点的折线可用轴对称转成线段。完成长度计算后,必须把交点放回题设范围;限制位置的题,最短点也可能是端点或单独允许的某一个点。
例、、在直线的同一侧,
,,、为垂足,
,,。点在线段上运动。求的最小值,并作出此时点的位置。
解析
作关于的对称点,连接,与相交于。、在两侧;
它们的垂足为、,所以交点在线段内部。
对任意允许的,,点与重合时等号成立。过作的平行线,与直线交于,则,。
在中,,故最小值为。学生作图保留对称点及线段,其与的交点就是所求位置。
变式、、在直线的同一侧,
,,
,。点在线段上运动。求的最小值;再求此时。
解析
作关于的对称点,连接交于。由对称与三角形两边和不小于第三边,最小值为。
过作平行于的直线,与直线交于,则,。由勾股定理,。
在和中,,,两个三角形全等。因此。
变式、、在直线的同一侧,
,,,。已知点在线段上运动时,的最小值为。求。
解析
作关于的对称点,连接。它与的交点在线段内部,所以最短折线的长度确实等于。
过作平行于的直线,与直线交于,则,。由勾股定理得,故。
变式、、在直线的同一侧,
,,,,。点在射线上运动,但不在线段内部。求的最小值,并求此时点的位置。(允许与或重合。)
解析
允许的位置分为点,
以及从向背离的方向延伸的射线(含)。
在后一部分上,,,故,;等号同时成立恰在点与重合。因此这些位置中所得的最小值为。
点与重合时,。又,因为。因此。
所求最小值为,且仅在点与重合时取得。
三、求线段长度的最大值与最小值
找出固定的线段,利用三角形边的关系确定大小,再画出能够取得最大值或最小值的点序。题目若排除共线或端点,相应等号不能保留。
例、在中,
,,。点在平面内运动,且。求的最小值和最大值,并分别求此时的位置。
解析
。由得;由得。
在线段上且时,,取得最小值。在射线上且位于的外侧、时,,取得最大值。
变式、在中,
,,。点、在平面内运动,且,。求的最小值和最大值,并分别画出取得这两个值时的一种图形。
解析
。由得。由得。
最小时,四点按、、、的顺序共线,,,。最大时,四点按、、、的顺序共线,。以上两种位置均满足条件。
变式、、、构成直角三角形,,,。点在直线上运动;点在平面内运动,且。求的最小值,并求此时、的位置。
解析
,。对任意,;又,所以。
取点与重合,再在线段上取使,则,两个等号同时成立。所求最小值为;此时点与重合,在线段上且。
变式、在中,
,,。点满足,且不在直线上。设的周长为,求的取值范围。
解析
。因为不在直线上,的两边和大于第三边、两边差小于第三边,故,即。
,因此。两端的数值都不能取得,因为相应位置要求、、三点共线。
四、把根式和看作两条斜边
先配成两个平方的和,确定各条直角边代表什么,再把两个直角三角形放在合适的位置。范围决定点能走到哪里,也决定最短的连接位置能否采用。
例、实数满足。求的最小值,并求取得最小值时的值。
解析
取线段,在直线两侧
分别作、,使,。
在线段上取,使,则。
由勾股定理,,,所求式就是。由三角形两边和不小于第三边,。
过作的平行线,与直线交于,则,,故。
在上取的点。与分别有两直角边、及、,故它们在处的锐角均为。由于、在两侧,、、共线,等号成立。故最小值为,此时。
变式、实数满足。求的最小值,并求此时的值。
解析
,。令,,则,且两段非负。
取,在两侧分别作垂线段。在线段上时,所求式等于,最小值为。
当为中点时,,两个等腰直角三角形保证、、共线。因此,得。
变式、为任意实数。求的最小值,并求此时的值。
解析
先考虑。取,在两侧分别作垂线段,并在上取。所求式等于,最小值为。
连接交于。两直角三角形、有对应直角边,并有相等的对顶角,故全等。因此,得到。
若,则第一根式大于,第二根式大于,和大于。若,则第一根式大于,第二根式大于,同样大于。
故对全体实数,最小值仍为,仅在时取得。
变式、实数满足。求的最小值,
并求此时的值。
解析
也可把两个根式放入图形中:取,在直线两侧
分别作、,使、;点在射线上,。由于,点位于处或的外侧,。
于是两个根式分别等于、。
当时,,,所以,。
两个等号都在时成立,故最小值为,此时。
A组 基础巩固
、、、依次在线段上,
,,,。点在线段上运动,
则的最大值为( )。
A. B. C. D.
解析
由勾股定理,。在线段上时,,且点与重合时达到。因此的最大值为,选。
、、、依次共线,,,。点在线段上运动,但不与、、重合。设,求的取值范围。
解析
由于不与、、重合,。由,得。故。线段内部的点已能使取遍与之间的各个数值,因此没有遗漏中间的长度。
、、在直线的两侧,
,,、为垂足,
,,。点在线段上运动,则的最小值为________。
解析
连接,与交于。因为、在直线两侧,两个垂足分别为、,所以交点在线段内部。任意折线的长度都不小于,且这一交点使。过作直线的平行线,与直线交于,则,,。
、在中,
,,。点满足,且不在直线上。下列数值中,可以作为长度的是( )。
A. B. C. D.
解析
。不在直线上,故三角形的两边之差小于第三边,两边之和大于第三边,即。四个选项中只有符合,选。边长、、满足三角形三边关系,确能构成三角形。
、是线段的中点,。点在线段上运动,的最小值为,最大值为,则的长为________。
解析
在与重合时最小,故。为中点,两端点到的距离相等,并且都是最大值,所以。由,得,。
、在矩形中,,,两条对角线相交于。点在矩形的四条边上运动。求的最小值、最大值,并分别求取得最小值和最大值时点的所有位置。
解析
先说明中心的位置。由矩形两组对边相等和直角相等,与由边角边全等,得到。利用平行边所成的内错角及,可证,故、,进而四条半对角线相等。过作、,垂足分别为、,并延长至另外两条对边,由全等可得到、的距离均为,到、的距离均为;垂足分别是各边中点。
在或上时,设到该边中点的距离为,则。由勾股定理,。因此最小值为,最大值为。
另两边的最小值为,最大值仍为。故全体位置中,最小值为,在、的中点取得;最大值为,
在、、、四个顶点取得。
、实数满足。求的最小值和最大值,
并分别求此时的值。
解析
。当时,平方项最小为,原式最小值为。时,−,所以,且仅时达到。
最大值为,此时。
、在中,
,,。点是斜边的中点,点在线段上运动。
求的最小值和最大值。
解析
过分别作、,垂足为、。四边形是矩形。
因,且两直角三角形、的一组锐角相等,可由角角边证。因此,,得到、。
由,且,得的最小值为,最大值为。
B组 能力突破
、在矩形中,,。点在上,;点在上,。点在线段上,点在线段上。求的最小值,并作出取得最小值时点、的位置。
解析
作关于的对称点,作关于的对称点。连接,依次与、交于、。对任何允许的、,都有
。
过作平行于的直线,与直线交于。和分别位于下方和上方,因此两点之间垂直于的距离为,平行于的距离为。因此、,由勾股定理。两端点分别在、所在直线上,连接它们的线段始终处于这两条平行线之间,又穿过、所在直线,故交点分别在两条边内部。按上述连接作图即可,最小值确为。
、在矩形纸片中,
,,点在边上且不与重合。沿折叠,点的对应点为。求的最小值,并求此时折痕的长。
解析
折叠给出,而,所以。要取得,点应在线段上且。此时,折痕平分该角,故。由于,为等腰直角三角形,,所需确在边内。因此的最小值为,此时。
、在等腰直角三角形中,
,。点、分别在线段、上,且。求的最小值,并求此时的长。
解析
设,则,。由勾股定理。因此的最小值为,此时。
、在中,
,,。点在线段上运动。求的最小值和最大值,并求取得最小值时的长。
解析
。过作,垂足在斜边内部。由同一三角形面积相等,,得。故最小为,在与重合时取得。
由,得。
又,故在线段上时,的最大值为,在与重合时取得。的最大值为。
、在正方形中,,是的中点。点在平面内运动,
且。将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接。求的最小值,并作出取得最小值时点的位置。(、、、依次按逆时针方向排列。)
解析
,,且到、到都是同向转过,所以。由边角边得,故。又,,故。在线段上取的点,可使。这个点允许在平面内取到。因此最小为;连接,在其中取距为的点即得所求位置。
、为正数。当实数满足时,的最小值为。求的值。
解析
在一条直线两侧作垂直线段、,使。在线段上且时,正是题中两个根式之和。连接,它与的交点在线段内部,所以此和的最小值为。由最小值为,得;,因此,。
、、、三点共线,
排列顺序为、、,,,,。点在平面内运动,且;点在线段上运动。求的最小值,并求此时的长。
解析
对任意,,且仅与重合时。又由三角形两边关系,。在上取的点,并令与重合,则。因此最小值为,此时。
、在等腰三角形中,
,。点在线段上运动。求的最小值和最大值,并分别求此时的长。
解析
由三角形两边之和不小于第三边,,点与重合时取得,所以最小值,此时。
取中点。等腰三角形顶角到底边中点的线段垂直底边,
因此。点在线段上时,故,即;
又。
两者同时在与重合时达到最大,所以最大为,此时。
C组 综合提升
、在中,
,,,为正数。点、分别在线段、上,且。
()设,用含的式子表示,并求的取值范围;
()若,求的最小值;
()若的最小值为,
求的取值范围。
解析
()、,故。由于、分别位于两条边上,须同时满足、。
()时,。在此范围内,最接近时为,故最小为,的最小值为。
()须且只须。由于,只需,即;若,则平方项不能为,最小值大于。因此。
、在矩形纸片中,
,,点在边上且不与重合。沿折叠,点的对应点为。
()求的最小值;
()当取得最小值时,求、的长,并求折叠后重叠部分的面积。
解析
()。折叠给,因此。要取得,须在线段上且。以下构造说明这种折叠确实存在。
作的角平分线,与交于。设,过作。角平分线上的点到两边距离相等,故。以为底计算的面积为;以为底计算为。因此,得。在内部,沿翻折后落在方向上,且,故确实取得。在取得最小值的图中,折叠后的点与垂足重合。
()由上可知,。点在线段内部,在内部,整个位于矩形内,重叠部分正是。其面积等于的面积,即。
、在矩形中,,。点、在矩形内部,到、的距离分别为、,到、的距离分别为、。
()点在线段上、点在线段上,求的最小值;
()改为点在线段上、点在线段上,求的最小值。
解析
()分别作关于的对称点、关于的对称点。对任意允许的、,
。、在平行于方向的间距为;在下方,在上方,
两点在垂直于方向的间距为。过作平行于的直线,与直线交于,便得到两条直角边长、。因此。连接依次与、交于、,两点均在边内,能取得此值。
()改作关于的对称点,关于的对称点。在上方,在下方,垂直间距,平行间距仍为。过作平行于的直线,与直线交于,得到两条直角边长、。连接依次与、相交,两交点均位于边内。因此最小值为。两问中交点在边内,是因为连接两端点的线段夹在过、且垂直的两条直线之间,而这两条直线都穿过矩形内部。
、实数、满足,,。设。
()求的最小值,并求此时、的值;
()若增加条件,求的最小值。
解析
()把三个根式依次看作三个直角三角形的斜边,水平方向的直角边长分别为、、,竖直方向的直角边长分别为、、,三个三角形同向首尾相接。如图,三个斜边依次记为、、,构成一条折线,
其两端点的水平、竖直距离均为。因此。
当、时,第三段水平长度为,三个直角三角形都是等腰直角三角形,三个斜边恰好同向共线,故。反之,要达到这一值,三段斜边必须在连接两端点的直线上;该直线与水平线成,所以每个直角三角形都为等腰直角三角形,必有、。
()若,则第三个根式等于。前两条斜边首尾相接,其总水平长度为、总竖直长度为,所以两段之和最小为。连接两端点的直线与中间水平线相交,交点在两条端点竖直线之间,可使两段共线,且、均非负。因此的最小值为。
、在正方形中,,是的中点。点在正方形内部或边上,
且。将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接。若,求的所有可能长度。(、、、依次按逆时针方向排列。)
解析
,,且到、到都是同向转过,所以。由边角边得,故。由题意。过分别作、,垂足为、。记、,则、,且、。
由,得。为中点,到的距离为,到的距离为。由,得。两式相减整理,得到。代入前式,得,即。直接开平方,得或−,所以或。
当时,,点与重合,;
当时,,点在正方形内部,
。两组长度代回都满足、。
因此的所有可能长度为、。
、在中,,,。点满足。
()点在平面内运动时,求的最小值,并求此时的长;
()点只在内部或边上运动时,求的最小值,并求此时点的位置。
解析
取中点,则。由,点在的垂直平分线上;反之,该直线上的点都满足。
()过作直线,垂足。四边形为矩形,故、。在整条垂直平分线上,最小为,在与重合时取得。此时。
()设的垂直平分线交于。允许点组成线段。过作,垂足,则为矩形,。又,,由平行线所成的角可得。由角边角可证,故。又,,所以。
在线段之外,,因此在上时,且在与重合时取得。由,最小为。上述全等还给出,故是斜边的中点。
D组 中考衔接
中考真题精选
(·陕西·第题()节选)、如图,在矩形中,,,为矩形内一点,且满足=。求周长的最小值。
解析
过作,垂足为。由面积为,得,所以。故点在矩形内部与平行、到距离为的线段上。
设这条线段的两端分别为、,其中在上,在上。作点关于直线的对称点,连接。因为,所以。到直线的距离为,且其垂足为,由勾股定理得。
与的交点在矩形内部:由于两条垂直边的长度同为,为等腰直角三角形;交点到距离,所作直角三角形的两条直角边也相等,
因此该点到的距离为,且、。此时等号成立。故周长的最小值为。
(·新疆·第题()节选)、如图,在等腰直角三角形中,,,点是的中点,点和点分别是线段和上的动点,且。求的最小值。
解析
取的中点,连接。由等腰三角形性质和勾股定理,,,。过作,垂足为。由,得;在直角三角形中,,故。
设,由及,得。当时,;当时,点与重合,点与重合,。这两个值均大于。下面考虑。过作,垂足为。,所以。又,由勾股定理得。因此,。
在直线上、的另一侧取点,使,连接、。因为,,,所以直角三角形与全等,。因此。
过作交直线于。由矩形关系,,,所以。线段与的交点位于、之间:在过的垂线上方,在过的垂线下方,线段穿过这两条平行线之间的区域。取为此交点,则;按确定的位于内部,符合题意,且、、依次共线。因此的最小值为。
中考题型训练
以下四题为原创训练题。
(原创中考衔接训练)、已知线段,点在直线的一侧运动,且。
过作,垂足为。
()求的最大值,
并求此时的长;
()若,求周长的最大值,
并求此时的长。
解析
()由勾股定理,。故,得到。当时,可以构成斜边为的等腰直角三角形,等号成立。因此最大值为。比较的两种面积写法,,得。
()由及,得,所以。于是,即。当、时,,能够构成符合题意的直角三角形,等号成立。故周长最大为,此时。
(原创中考衔接训练)、在直角三角形中,,,。点在线段上运动,过作的垂线,在直线的点所在一侧取点,使,连接。
()求的最小值及此时的长;
()若,求的所有可能值。
解析
设,则,。由两个直角三角形分别得到,。因此。
()因为,。当时,在线段内部,按可在规定的一侧作出点,等号能够成立。因此的最小值为,此时。
()令,得,即,所以或。这两个值都在的范围内,均能作出相应的、。因此的所有可能值为、。
(原创中考衔接训练)、如图,射线与互相垂直,,。在两射线所夹直角内部取点、,使、,、。点、分别在射线、上运动,连接、、。
()求的最小值;
()求取得最小值时、的长。
解析
分别作点关于直线的对称点、点关于直线的对称点。因为在直线上、在直线上,所以,。由两点之间线段最短,。
过作平行于的直线,交直线于。由两条射线互相垂直,得、。在下方且,所以;
在左侧且,所以。在直角三角形中,。
下面确定能够取得这个值的位置。在上取,在上取,
则、。在直角三角形、、中,由勾股定理分别得到。因此,确能取得最小值。
线段与两条射线的交点各只有一个,故取得最小值时的位置唯一。因此()最小值为;
(),。
(原创中考衔接训练)、已知,点为的中点。平面内的动点满足,连接。分别求的最大值和最小值,
并求取得这两个值时、的长。
解析
先用勾股定理建立关系。若不在直线上,过作,垂足为,
记、。不论在线段上还是在延长线上,。因此。若在直线上,按线段顺序也可直接得到同一等式。
由于,有。左边不小于,故。当时,取过且垂直于的直线上距为的点,即有,满足题意。因此的最小值为,此时。
再求最大值。若不在直线上,延长到,使。由、及对顶角相等,,所以。在三角形中,,故,即。
若在直线上,不可能在线段上,否则。在线段外时,由是中点,,得到。这样的点在两端外侧各有一个,较长、较短的两段分别为、。
因此的最大值为,此时、,或、。
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勾股定理中的线段最值问题
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本讲义通过垂线段、轴对称、固定长度和根式表示,研究平面内线段长度的最大值与最小值,结合基础练习、综合问题和中考题检验点的位置与取值范围。
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知识梳理 1
一、先检查垂足是否在允许范围内 3
二、作对称把折线转化为线段 4
三、求线段长度的最大值与最小值 6
四、把根式和看作两条斜边 7
A组 基础巩固 8
B组 能力突破 10
C组 综合提升 12
D组 中考衔接 15
知识梳理
线段最值题要完成两件事:先比较所有允许位置中的长度,再找出能够取得这个长度的位置。只算出一个不可能达到的数,不能作为最小值或最大值。
一、用勾股定理比较线段长短
设直线,在上,、,则。固定时,越小,越小;越大,越大。因此,求的最小值要先看点能否到达。
若只能在线段或射线上取点,而不在允许部分,就应比较允许位置到的距离。若几个位置到的距离相等,它们到的距离也相等。
如,题设要求,则,即。只有允许时,才是可取得的最小值。
二、把折线长度与线段长度比较
三角形两边之和大于第三边。把中间点也允许取在连接两端的线段上时,可写;等号成立时,在线段上。多段折线同理,达到两端点距离时,各段必须沿同一方向排在同一直线上。
、在直线同侧,在上时,作关于的对称点,便有。因此。连接,只有交点属于题目允许的线段或射线,才能据此取得最小值。
若、在的两侧,可先检查线段与允许部分的交点,不必再作对称。连续经过两条直线时,要按规定顺序作对称,并检查两个交点的位置。
如中,,、,则。任取点,都有;点在线段上时,和恰为。
三、利用固定长度和平方关系
若、固定,由三角形边的关系可比较:
,且。允许三点共线时,要按相应的点序检查两端长度能否取得;若题设不允许共线,端点通常不能取得。
折叠、旋转中的对应线段可能保持不变。先用等距或全等把所求线段换成容易比较的线段,再运用勾股定理或三角形边的关系。不能仅凭图形看起来对称就认定两段相等。
还可用,即,比较两段长度之和;等号成立时。使用这一关系后,仍要确认两段相等的位置符合题设。
如两段长度、满足,则,故;等号在时成立。若题目另有限制,还应检查这组长度是否允许。
四、把根式看作直角三角形的斜边
当、都不为时,根式可表示直角边长为、的直角三角形的斜边;若其中一个为,根式等于另一个数的绝对值。若、本来是线段长度,应先确认它们非负,不能把负数直接当作边长。
例如、、且时,可用下图表示:取,在直线两侧
分别作、,使、;在上取。点在内部时,由勾股定理可知两个根式分别为、;与端点重合时,直接按线段长度计算,结论仍然成立。
连接,交点在线段内时,最小为。再过作的平行线,与直线交于,则、,因而。求时应用已知的等长、全等、角度或面积关系,不能只凭图估计。
若的范围不包含使、、共线的位置,就不能直接采用上述长度;应按允许的重新比较。
一、先检查垂足是否在允许范围内
先由已知边求点到直线的距离,再检查垂足是否允许。垂足在允许部分时取垂足;垂足在外时,比较最近端点;允许部分分成几段时,分别比较。
例、在线段上,,;,。点在线段上运动。求的最小值,并求此时点的位置。
变式、、、三点共线,
排列顺序为、、,,,,。点在线段上运动。求的最小值,并求此时点的位置。
变式、、、依次共线,,,。点在线段上,点在线段上,。点只允许在线段或线段上运动。求的最小值,并找出所有取得最小值的位置。
变式、在中,,,。从向作垂线,垂足在线段内部。点在线段上运动。求的最小值。
二、作对称把折线转化为线段
同侧两点的折线可用轴对称转成线段。完成长度计算后,必须把交点放回题设范围;限制位置的题,最短点也可能是端点或单独允许的某一个点。
例、、在直线的同一侧,
,,、为垂足,
,,。点在线段上运动。求的最小值,并作出此时点的位置。
变式、、在直线的同一侧,
,,
,。点在线段上运动。求的最小值;再求此时。
变式、、在直线的同一侧,
,,,。已知点在线段上运动时,的最小值为。求。
变式、、在直线的同一侧,
,,,,。点在射线上运动,但不在线段内部。求的最小值,并求此时点的位置。(允许与或重合。)
三、求线段长度的最大值与最小值
找出固定的线段,利用三角形边的关系确定大小,再画出能够取得最大值或最小值的点序。题目若排除共线或端点,相应等号不能保留。
例、在中,
,,。点在平面内运动,且。求的最小值和最大值,并分别求此时的位置。
变式、在中,
,,。点、在平面内运动,且,。求的最小值和最大值,并分别画出取得这两个值时的一种图形。
变式、、、构成直角三角形,,,。点在直线上运动;点在平面内运动,且。求的最小值,并求此时、的位置。
变式、在中,
,,。点满足,且不在直线上。设的周长为,求的取值范围。
四、把根式和看作两条斜边
先配成两个平方的和,确定各条直角边代表什么,再把两个直角三角形放在合适的位置。范围决定点能走到哪里,也决定最短的连接位置能否采用。
例、实数满足。求的最小值,并求取得最小值时的值。
变式、实数满足。求的最小值,并求此时的值。
变式、为任意实数。求的最小值,并求此时的值。
变式、实数满足。求的最小值,
并求此时的值。
A组 基础巩固
、、、依次在线段上,
,,,。点在线段上运动,
则的最大值为( )。
A. B. C. D.
、、、依次共线,,,。点在线段上运动,但不与、、重合。设,求的取值范围。
、、在直线的两侧,
,,、为垂足,
,,。点在线段上运动,则的最小值为________。
、在中,
,,。点满足,且不在直线上。下列数值中,可以作为长度的是( )。
A. B. C. D.
、是线段的中点,。点在线段上运动,的最小值为,最大值为,则的长为________。
、在矩形中,,,两条对角线相交于。点在矩形的四条边上运动。求的最小值、最大值,并分别求取得最小值和最大值时点的所有位置。
、实数满足。求的最小值和最大值,
并分别求此时的值。
、在中,
,,。点是斜边的中点,点在线段上运动。
求的最小值和最大值。
B组 能力突破
、在矩形中,,。点在上,;点在上,。点在线段上,点在线段上。求的最小值,并作出取得最小值时点、的位置。
、在矩形纸片中,
,,点在边上且不与重合。沿折叠,点的对应点为。求的最小值,并求此时折痕的长。
、在等腰直角三角形中,
,。点、分别在线段、上,且。求的最小值,并求此时的长。
、在中,
,,。点在线段上运动。求的最小值和最大值,并求取得最小值时的长。
、在正方形中,,是的中点。点在平面内运动,
且。将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接。求的最小值,并作出取得最小值时点的位置。(、、、依次按逆时针方向排列。)
、为正数。当实数满足时,的最小值为。求的值。
、、、三点共线,
排列顺序为、、,,,,。点在平面内运动,且;点在线段上运动。求的最小值,并求此时的长。
、在等腰三角形中,
,。点在线段上运动。求的最小值和最大值,并分别求此时的长。
C组 综合提升
、在中,
,,,为正数。点、分别在线段、上,且。
()设,用含的式子表示,并求的取值范围;
()若,求的最小值;
()若的最小值为,
求的取值范围。
、在矩形纸片中,
,,点在边上且不与重合。沿折叠,点的对应点为。
()求的最小值;
()当取得最小值时,求、的长,并求折叠后重叠部分的面积。
、在矩形中,,。点、在矩形内部,到、的距离分别为、,到、的距离分别为、。
()点在线段上、点在线段上,求的最小值;
()改为点在线段上、点在线段上,求的最小值。
、实数、满足,,。设。
()求的最小值,并求此时、的值;
()若增加条件,求的最小值。
、在正方形中,,是的中点。点在正方形内部或边上,
且。将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接。若,求的所有可能长度。(、、、依次按逆时针方向排列。)
、在中,,,。点满足。
()点在平面内运动时,求的最小值,并求此时的长;
()点只在内部或边上运动时,求的最小值,并求此时点的位置。
D组 中考衔接
中考真题精选
(·陕西·第题()节选)、如图,在矩形中,,,为矩形内一点,且满足=。求周长的最小值。
(·新疆·第题()节选)、如图,在等腰直角三角形中,,,点是的中点,点和点分别是线段和上的动点,且。求的最小值。
中考题型训练
以下四题为原创训练题。
(原创中考衔接训练)、已知线段,点在直线的一侧运动,且。
过作,垂足为。
()求的最大值,
并求此时的长;
()若,求周长的最大值,
并求此时的长。
(原创中考衔接训练)、在直角三角形中,,,。点在线段上运动,过作的垂线,在直线的点所在一侧取点,使,连接。
()求的最小值及此时的长;
()若,求的所有可能值。
(原创中考衔接训练)、如图,射线与互相垂直,,。在两射线所夹直角内部取点、,使、,、。点、分别在射线、上运动,连接、、。
()求的最小值;
()求取得最小值时、的长。
(原创中考衔接训练)、已知,点为的中点。平面内的动点满足,连接。分别求的最大值和最小值,
并求取得这两个值时、的长。
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