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专题06 线段最值问题模型解题
解决几何最值问题的理论依据有:①两点之间线段最短;②垂线段最短;③三角形两边之和大于第三边或三角形两边之差小于第三边(重合时取到最值);④定圆中的所有弦中,直径最长;⑤圆外一点与圆心的连线上,该点和此直线与圆的近交点距离最短、远交点距离最长.根据不同特征转化从而减少变量是解决最值问题的关键,直接套用基本模型是解决几何最值问题的高效手段.
解题模型一
图形
转化
直线l外有一定点A,点B是直线l上的一个动点,求AB的最小值.
过定点A作AB⊥l于点B.
针对训练
1.(2018•长春)如图,在▱ABCD中,AD=7,AB=2,∠B=60°.E是边BC上任意一点,沿AE剪开,将△ABE沿BC方向平移到△DCF的位置,得到四边形AEFD,则四边形AEFD周长的最小值为 .
解题模型二
图形
转化
A,B为定点,l为定直线,P为直线l上的一个动点,求AP+BP的最小值.
作其中一个定点关于定直线l的对称点,连接对称点与另一定点.
点A是l1上的动点,B,P是定点,求PA+AB的最小值.
作点P关于直线l1的对称点P’,则P’B为PA+AB的最小值.
针对训练
2.(2018•天津)如图,在正方形ABCD中,E,F分别为AD,BC的中点,P为对角线BD上的一个动点,则下列线段的长等于AP+EP最小值的是( )
A.AB
B.DE
C.BD
D.AF
3.(2018•十堰)如图,Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=6,点D,E分别是边BC,AC上的动点,则DA+DE的最小值为 .
解题模型三
图形
转化
[来源:Zxxk.Com]
P为定点,M,N为定直线上的动点,求△PMN周长的最小值.
过定点P分别作关于两条定直线的对称点,连接两对称点.
求直线l1,l2上的点M,N,使得四边形PQMN的周长最小.
作定点Q关于直线l1的对称点Q’,作定点P关于直线l2的对称点P’,连接Q’P’,分别交直线l1,l2于点M,N
[来源:学。科。网]
针对训练
4.(2015•营口)如图,点P是∠AOB内任意一点,OP=5cm,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,△PMN周长的最小值是5cm,则∠AOB的度数是( )[来源:学科网ZXXK]
A.25°
B.30°
C.35°
D.40°
5.(2015•玉林)如图,已知正方形ABCD边长为3,点E在AB边上且BE=1,点P,Q分别是边BC,CD的动点(均不与顶点重合),当四边形AEPQ的周长取最小值时,四边形AEPQ的面积是 .
解题模型四
图形
转化
直线m∥n,在m,n上分别求点M,N,使MN⊥m,且AM+MN+BN的值最小.
将点A向下平移MN的单位长度得A′,连接A′B,交n于点N,过点N作MN⊥m于M,点M,N即为所求.
在直线l上求两点M,N(M在左),使MN=a,并使AM+MN+NB的值最小.
将点A向右平移a个长度单位得A′,作A′关于l的对称点A″,连接A″B,交直线l于点N,将N点向左平移a个单位长度得M.
针对训练
6.(2017•内江)如图,已知直线l1∥l2,l1、l2之间的距离为8,点P到直线l1的距离为6,点Q到直线l2的距离为4,PQ=4,在直线l1上有一动点A,直线l2上有一动点B,满足AB⊥l2,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ= .
解题模型五
图形
转化
P是圆上一动点,求AP的最大值和最小值.
当P点运动到点B时,AP取得最小值;当P点运动到点C时,AP取得最大值.
P为圆内一定点,求过点P的弦的最小值与最大值.
AB是过圆O内定点P的弦.当OP⊥AB时,过点P的弦的最小值为线段AB;过点P的弦的最大值为圆的直径.
针对训练
7.(2015•自贡)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,E是AB边的中点,F是线段BC上的动点,将△EBF沿EF所在直线折叠得到△EB′F,连接B′D,则B′D的最小值是( )
A.2﹣2
B.6
C.2﹣2
D.4
8.(2018•内江)如图,以AB为直径的⊙O的圆心O到直线l的距离OE=3,⊙O的半径r=2,直线AB不垂直于直线l,过点A,B分别作直线l的垂线,垂足分别为点D,C,则四边形ABCD的面积的最大值为 .
解题模型六
图例
圆柱
则AB2=B′A2+B′B2
长
方
体
阶梯
问题
基本
思路
将立体图形展开成平面图形→利用两点之间线段最短确定最短路线→构造直角三角形→利用勾股定理求解.
针对训练
9.(2018•黄冈)如图,圆柱形玻璃杯高为14cm,底面周长为32cm,在杯内壁离杯底5cm的点B