专题8将军饮马模型-【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案(全国通用)(原卷版+解析)
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专题8将军饮马模型
解题策略
模型1:当两定点A、B在直线l异侧时,在直线l上找一点P,使PA+PB最小.
连接AB交直线l于点P,点P即为所求作的点.PA+PB的最小值为AB.
模型2:当两定点A、B在直线l同侧时,在直线l上找一点P,使得PA+PB最小.
作点B关于直线l的对称点B',连接AB'交直线l于点P,点P即为所求作的点.PA+PB的最小值为AB'
模型3:当两定点A、B在直线l同侧时,在直线l上找一点P,使得最大.
连接AB并延长交直线l于点P,点P即为所求作的点,的最大值为AB
模型4:当两定点A、B在直线l异侧时,在直线l上找一点P,使得最大.
作点B关于直线I的对称点B',连接AB'并延长交直线l于点P,点P即为所求作的点.的最大值为AB'
模型8:当两定点A、B在直线l同侧时,在直线l上找一点P,使得最小.
连接AB,作AB的垂直平分线交直线l于点P,点P即为所求作的点.的最小值为0
模型6:点P在∠AOB内部,在OB边上找点D,OA边上找点C,使得△PCD周长最小.
分别作点P关于OA、OB的对称点P′、P″,连接P′P″,交OA、OB于点C、D,点C、D即为所求.△PCD周长的最小值为P′P″
模型7:点P在∠AOB内部,在OB边上找点D,OA边上找点C,使得PD+CD最小.
作点P关于OB的对称点P′,过P′作P′C⊥OA交OB,PD+CD的最小值为P′C
经典例题
【例1】.(2022·湖南师大附中博才实验中学九年级开学考试)如果有一条直线经过三角形的某个顶点,将三角形分成两个三角形,其中一个三角形与原三角形相似,则称该直线为三角形的“自相似分割线”.如图1,在△ABC中,AB=AC=1,∠BAC=108°,DE垂直平分AB,且交BC于点D,连接AD.
(1)证明直线AD是△ABC的自相似分割线;
(2)如图2,点P为直线DE上一点,当点P运动到什么位置时,PA+PC的值最小?求此时PA+PC的长度.
(3)如图3,射线CF平分∠ACB,点Q为射线CF上一点,当AQ+5−14CQ取最小值时,求∠QAC的正弦值.
【例2】.(2021·四川南充·一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(4,0)、B(0,4)、C.其对称轴l交x轴于点D,交直线AB于点F,交抛物线于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为直线l上的动点,求△PBC周长的最小值;
(3)点N为直线AB上的一点(点N不与点F重合),在抛物线上是否存在一点M,使以点E、F、N、M为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点M的坐标,若不存在,说明理由.
【例3】(2022·浙江衢州·模拟预测)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB为直径,弦AD平分∠BAC,过点D作射线AC的垂线,垂足为M,点E为线段AB上的动点.
(1)求证:MD是⊙O的切线;
(2)若∠B=30°,AB=8,在点E运动过程中,EC+EM是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,说明理由;
(3)若点E恰好运动到∠ACB的角平分线上,连接CE并延长,交⊙O于点F,交AD于点P,连接AF,CP=3,EF=4,求AF的长.
【例4】(2022·重庆巴蜀中学七年级期末)在Rt△ABC中,AB=BC,在Rt△CEH中,∠CEH=45°,∠ECH=90°,连接AE.
(1)如图1,若点E在CB延长线上,连接AH,且AH=6,求AE的长;
(2)如图2,若点E在AC上,F为AE的中点,连接BF、BH,当BH=2BF,∠EHB+12∠HBF=45°时,求证:AE=CE;
(3)如图3,若点E在线段AC上运动,取AE的中点F,作FH'∥BC交AB于H,连接BE并延长到D,使得BE=DE,连接AD、CD;在线段BC上取一点G,使得CG=AF,并连接EG;若点E在线段AC上运动的过程中,当ACD的周长取得最小值时,△AED的面积为25,请直接写出GE+BH′的值.
【例5】(2022·江苏·九年级课时练习)如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8,BC=20,AD=18,点Q为BC中点,动点P在线段AD边上以每秒2个单位的速度由点A向点D运动,设动点P的运动时间为t秒.
(1)当t为何值时,四边形PBQD是平行四边形,请说明理由?
(2)在AD边上是否存在一点R,使得B、Q、R、P四点为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出t的值:若不存在,请说明理由.
(3)在线段PD上有一点M,且PM=10,当点P从点A向右运动_________秒时,四边形BCMP的周长最小,其最小值为_________.
培优训练
一、解答题
1.(2022·江苏·八年级专题练习)如图,在△ABC中,AB=AC,AD是△ABC底边BC上的中线,点P为线段AB上一点.
(1)在AD上找一点E,使得PE+EB的值最小;
(2)若点P为AB的中点,当∠BPE满足什么条件时,△ABC是等边三角形,并说明理由.
2.(2021·全国·八年级专题练习)如图所示,在平面直角坐标系中,已知一次函数y=12x+1的图象与x轴,y轴分别交于A,B两点,以AB为边在第二象限内作正方形ABCD.
(1)求边AB的长;
(2)求点C,D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点M,使△MDB的周长最小?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2022·江苏·八年级专题练习)已知Rt△ABC中∠C=Rt∠,且BC=9,∠B=30°.
(1)如图1、2,若点D是CB上一点,且CD=3,点E是AB上的动点,将△DBE沿DE对折,点B的对应点为B′(点B′和点C在直线AB的异侧),DB′与AB交于点H.
①当∠B′EA=20°时,求∠EDB的度数.
②当△B′HE是等腰三角形时,求∠DEB的度数.
(2)如图2,若点D是CB上一点,且CD=3,M是线段AC上的动点,以∠MDN为直角构造等腰直角△DMN(D,M,N三点顺时针方向排列),在点M的运动过程中,直接写出CN+NB的最小值.
4.(2021·湖北武汉·八年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=2,以BC为边向左作等边△BCE,点D为AB中点,连接CD,点P、Q分别为CE、CD上的动点.
(1)求证:△ADC为等边三角形;
(2)求PD+PQ+QE的最小值.
5.(2022·江苏·八年级专题练习)如图,在△ABC中,已知AB=AC,AB的垂直平分线交AB于点D,交AC于点E,连接BE.
(1)若∠ABC=68°,求∠AED的度数;
(2)若点P为直线DE上一点,AB=8,BC=6,求△PBC周长的最小值.
6.(2021·江苏·星海实验中学八年级期中)如图,在平面直角坐标系中,直线l平行于x轴,l上有两点A、B,且点A坐标为(-14,8),点B位于A点右侧,两点相距8个单位,动点P、Q分别从A、B出发,沿直线l向右运动,点P速度为2个单位/秒,点Q速度为6个单位/秒,设运动时间为t秒.
(1)用含t的代数式表示P、Q的坐标:P( _________ ),Q( _________ );
(2)在P、Q运动过程中,取线段PQ的中点D,当△OBD为直角三角形时,求出t的值及相应的点D的坐标;
(3)取满足(2)中条件最右侧的D点,若坐标系中存在另一点E(−133,-4),请问x轴上是否存在一点F,使FD-FE的值最大,若存在,求出最大值;若不存在,说明理由.
7.(2021·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=33x2﹣233x﹣3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴与x轴交于点D,点E(4,n)在抛物线上.
(1)求直线AE的解析式;
(2)点P为直线CE下方抛物线上的一点,连接PC,PE.当△PCE的面积最大时,连接CD,CB,点K是线段CB的中点,点M是CP上的一点,点N是CD上的一点,求KM+MN+NK的最小值;
(3)点G是线段CE的中点,将抛物线y=33x2﹣233x﹣3沿x轴正方向平移得到新抛物线y′,y′经过点D,y′的顶点为点F.在新抛物线y′的对称轴上,是否存在一点Q,使得△FGQ为等腰三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
8.(2021·四川省成都市七中育才学校八年级开学考试)以BC为斜边在它的同侧作Rt△DBC和Rt△ABC,其中∠A=∠D=90°,AB=AC,AC、BD交于点P.
(1)如图1,BP平分∠ABC,求证:BC=AB+AP;
(2)如图2,过点A作AE⊥BP,分别交BP、BC于点E、点F,连接AD,过A作AG⊥AD,交BD于点G,连接CG,交AF于点H,
①求证:△ABG≌△ADC;
②求证:GH=CH;
(3)如图3,点M为边AB的中点,点Q是边BC上一动点,连接MQ,将线段MQ绕点M逆时针旋转90°得到线段MK,连接PK、CK,当∠DBC=15°,AP=2时,请直接写出PK+CK的最小值.
9.(2021·广东·岭南画派纪念中学八年级阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣12x﹣2分别与x、y轴交于A、C两点,点B(1,0)在x轴上.
(1)求直线BC的解析式;
(2)若点C关于原点的对称点为C′,问在AB的垂直平分线上是否存在一点G,使得△GBC′的周长最小?若存在,求出点G的坐标和最小周长;若不存在,请说明理由.
(3)设点P是直线BC上异于点B、C的一个动点,过点P作PQ∥x轴交直线AC于点Q,过点Q作QM⊥x轴于点M,再过点P作PN⊥x轴于点N,得到矩形PQMN,在点P的运动过程中,当矩形PQMN为正方形时,求该正方形的边长.
10.(2021·陕西宝鸡·九年级期中)问题提出
(1)在图1中作出点B关于直线AC的对称点B'
问题探究
(2)如图2,在△ABC中,AB=AC=6,∠BAC=120°,D为AC的中点,P为线段BC上一点,求AP+DP的最小值.
问题解决
(3)如图3,四边形ABCD为小区绿化区,DA=DC,∠ADC=90°,AB=6+63,BC=12,∠B=30°,AC是以D为圆心,DA为半径的圆弧.现在规划在AC,边BC和边AC上分别取一点P,E,F,使得DP+PE+EF+PF为这一区域小路,求小路长度的最小值.
11.(2021·全国·九年级专题练习)已知在Rt△OAB中,∠OAB=90°,∠ABO=30°,OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,得到△ODC,点D在BO上,连接BC.
(1)如图①,求线段BC的长;
(2)如图②,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;
(3)如图③,点M是线段OC的中点,点N是线段OB上的动点(不与点O重合),求△CMN周长的最小值.
12.(2021·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,A0,2、B−2,0、C2,2,点E、F分别是直线AB和x轴上的动点,求△CEF周长的最小值.
13.(2021·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A−1,0、B两点,与y轴交于点C0,−3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,连接BC,点P是抛物线在第四象限上一点,连接PB,PC,求△BCP面积的最大值;
(3)如图②,点D为抛物线的顶点,点C关于抛物线对称轴的对称点为点E,连接DE.将抛物线沿x轴向右平移t个单位,点A,B的对应点分别为A′、B′,连接A′D、B′E,当四边形A′DEB′的周长取最小值时,求t的值.
14.(2022·全国·八年级课时练习)如图,在四边形ABCD中,∠B=∠D=90°,E,F分别是BC,CD上的点,连接AE,AF,EF.
(1)如图①,AB=AD,∠BAD=120°,∠EAF=60°.求证:EF=BE+DF;
(2)如图②,∠BAD=120°,当△AEF周长最小时,求∠AEF+∠AFE的度数;
(3)如图③,若四边形ABCD为正方形,点E、F分别在边BC、CD上,且∠EAF=45°,若BE=3,DF=2,请求出线段EF的长度.
15.(2021·全国·九年级专题练习)如图,等边△ABC的边长为6,点D,E分别是边BC,AC的中点,连接BE.
(1)如图①,求点D到线段BE的最短距离;
(2)点P,N分别是BE,BC上的动点,连接PN、PD.
①如图②,当PN+PD的长度取得最小值时,求BP的长度;
②如图③,点Q在BE上,若BQ=1,连接QN,求QN+NP+PD的最小值.
16.(2021·全国·九年级课时练习)在平面直角坐标系中,以点P23,−3为圆心的圆与x轴相交于A、B两点,与y轴相切于点C,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B、C,顶点为D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点M为y轴上一点,连接DM,MP,是否存在点M使得△DMP的周长最小?若存在,求出点M的坐标及△DMP的周长最小值;若不存在,请说明理由.
17.(2021·全国·九年级专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠C=30°,BC=4,⊙O是△ABC的外接圆,D是CB延长线上一点,且BD=2,连接DA,点P是射线DA上的动点
(1)求证:DA是⊙O的切线;
(2)DP的长度为多少时,∠BPC的度数最大,最大度数是多少?请说明理由;
(3)点P运动的过程中,PB+PC的值能否达到最小,若能,求出这个最小值;若不能,请说明理由.
18.(2021·全国·九年级专题练习)如图,在△ABC中,AD是BC边上的中线,点E是AD的中点,过点A作AF∥BC交BE的延长线于F,连接CF.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)若∠BAC=90°,试判断四边形ADCF的形状,并证明你的结论;
(3)在(2)的情况下,点M在AC线段上移动,请直接回答,当点M移动到什么位置时,MB+MD有最小值.
19.(2022·全国·八年级课时练习)(1)【问题解决】已知点P在∠AOB内,过点P分别作关于OA、OB的对称点P1、P2.
①如图1,若∠AOB=25∘,请直接写出∠P1OP2=______;
②如图2,连接P1P2分别交OA、OB于C、D,若∠CPD=98∘,求∠AOB的度数;
③在②的条件下,若∠CPD=α度(90<α<180),请直接写出∠AOB=______度(用含α的代数式表示).
(2)【拓展延伸】利用“有一个角是60∘的等腰三角形是等边三角形”这个结论,解答问题:如图3,在ΔABC中,∠BAC=30∘,点P是ΔABC内部一定点,AP=8,点E、F分别在边AB、AC上,请你在图3中画出使ΔPEF周长最小的点E、F的位置(不写画法),并直接写出ΔPEF周长的最小值.
20.(2012·浙江金华·中考真题)在锐角△ABC中,AB=4,BC=5,∠ACB=45°,将△ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到△A1BC1.
(1)如图1,当点C1在线段CA的延长线上时,求∠CC1A1的度数;
(2)如图2,连接AA1,CC1.若△ABA1的面积为4,求△CBC1的面积;
(3)如图3,点E为线段AB中点,点P是线段AC上的动点,在△ABC绕点B按逆时针方向旋转过程中,点P的对应点是点P1,求线段EP1长度的最大值与最小值.
21.(2021·全国·九年级专题练习)已知,如图,二次函数y=ax2+2ax−3aa≠0图象的顶点为H,与x轴交于A、B两点(B点在A点右侧),点H、B关于直线l:y=33x+3对称.
(1)求A、B两点的坐标,并证明点A在直线l上;
(2)求二次函数解析式;
(3)过点B作直线BK//AH交直线l于K点,M、N分别为直线AH和直线l上的两个动点,连结HN、NM、MK,求HN+NM+MK的最小值.
22.(2022·吉林松原·八年级期中)教材呈现:下图是华师版八年级下册数学教材第111页的部分内容.
(1)问题解决:请结合图①,写出例1的完整解答过程.
(2)问题探究:在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AB=4,∠BAD=2∠ABC.过点D作DE//AC交BC的延长线于点E.如图②,连结OE,则OE的长为____.
(3)如图③,若点P是对角线BD上的一个动点,连结PC、PE,则PC+PE的最小值为_____.
23.(2022·河北保定·一模)[问题提出]
初中数学的学习中,我们学习了“两点之间线段最短”“垂线段最短”等知识……常可利用它们来解决“最值问题”.
[简单运用]
(1)如图1,在△ABC中,AB=6,∠A=60°,∠B=45°,在BC上取一点D,则AD的长的最小值是______.
[综合运用]
(2)如图1,在△ABC中,AB=6,∠A=60°,∠B=45°,在BC、AB、AC.上分别取点D、E、F,使得△DEF的周长最小.画出图形确定D、E、F的位置,并直接写出△DEF的周长的最小值.
[拓展延伸]
(3)图2是由线段AB、线段AC、BC组成的图形,其中∠A=60°,AB=6,AC=3,BC为60°,分别在BC、线段AB和线段AC.上取点D、E、F,使得△DEF的周长最小,画出图形确定D、E、F的位置,并直接写出△DEF的周长的最小值.
24.(2022·山东济宁·一模)如图,已知抛物线y=ax2+bx−6与x轴的交点A(-3,0),B(1,0),与y轴的交点是点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线对称轴上一点,当PB+PC的值最小时,求点P的坐标;
(3)点M在抛物线上运动,点N在y轴上运动,是否存在点M,N,使得∠CMN=90∘且以点C,M,N为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,求出点M和点N的坐标;若不存在,说明理由.
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