中考数学三轮冲刺过关 回归教材重难点07 几何最值问题
展开中考数学第三轮复习策略
第三轮复习的形式是模拟中考的综合拉练,查漏补缺,这好比是一个建筑工程的验收阶段,考前练兵。
1、同学们应当注重研究历年的中考题,训练答题技巧、考场心态、临场发挥的能力等。2、第三轮复习应该注意的几个问题:
(1)模拟题必须要有模拟的特点。时间的安排,题量的多少,低、中、高档题的比例,总体难度的控制等要贴近中考题。
(2)模拟题的难度应当立足中考又要高于中考。
(3)详细统计模拟测试失分情况。
(4)对错题进行纠错和消化,与之相关的基础知识要再记忆再巩固。
(5)适当的“解放”,但应保持适度紧张的精神状态。实践证明,适度紧张是正常或者超常发挥的最佳状态。
(6)调节生物钟。尽量把学习、思考的时间调整得与中考答卷时间相吻合。
回归教材重难点07 几何最值问题
几何最值问题是初中几何章节的重点内容,考查的范围比较广,把几何图形性质与平移、翻折等图形变换结合起来。在中考数学中,主要是以压轴题形式出现。通过熟练的几何模型的应用,提升数学学科素养,提高逻辑思维推断能力。
本考点是中考五星高频考点,在全国各地的中考试卷中均有出现,题目难度较大,甚至有些地方将其作为选填题的压轴题。
1.将军饮马模型;
2.瓜豆模型;
3.隐圆模型
1.(2021·辽宁盘锦·中考真题)如图,四边形ABCD为矩形,AB=,AD=,点P为边AB上一点.以DP为折痕将△DAP翻折,点A的对应点为点A'.连结AA',AA' 交PD于点M,点Q为线段BC上一点,连结AQ,MQ,则AQ+MQ的最小值是________
【答案】
【分析】如图,作点A关于BC的对称点T,取AD的中点R,连接BT,QT,RT,RM.想办法求出RM,RT,求出MT的最小值,再根据QA+QM=QM+QT≥MT,可得结论.
【详解】解:如图,作点A关于BC的对称点T,取AD的中点R,连接BT,QT,RT,RM.
∵四边形ABCD是矩形,∴∠RAT=90°,
∵AR=DR=,AT=2AB=4,
∴RT=,
∵A,A′关于DP对称,∴AA′⊥DP,∴∠AMD=90°,
∵AR=RD,∴RM=AD=,
∵MT≥RT−RM,∴MT≥4,
∴MT的最小值为4,
∵QA+QM=QT+QM≥MT,
∴QA+QM≥4,
∴QA+QM的最小值为4.
故答案为:4.
【点睛】本题考查翻折变换,矩形的性质,解直角三角形等知识,解题的关键是求出MT的最小值,属于中考常考题型.
2.(2021·四川成都·中考真题)如图,在矩形中,,点E,F分别在边上,且,按以下步骤操作:第一步,沿直线翻折,点A的对应点恰好落在对角线上,点B的对应点为,则线段的长为_______;第二步,分别在上取点M,N,沿直线继续翻折,使点F与点E重合,则线段的长为_______.
【答案】 1
【分析】第一步:设EF与AA’交于点O,连接AF,易证明△AOE△ADC,利用对应边成比例可得到OA=2OE,由勾股定理可求出OE=,从而求得OA及OC;由AD∥BC,易得△AOE∽△COF,由对应边成比例可得AE、FC的关系式,设BF=x,则FC=8-x,由关系式可求得x的值;
第二步:连接NE,NF,根据折叠的性质,得到NF=NE,设B’N=m,分别在Rt△和Rt△中,利用勾股定理及NF=NE建立方程,可求得m,最后得出结果.
【详解】如图所示,连接AF,
设EF与AA’交于点O,由折叠的性质得到AA’⊥EF,
∵四边形ABCD是矩形∴∠ADC=90°,CD=AB=4 ,AD∥BC
∵∠AOE=∠ADC,∠OAE=∠DAC∴△AOE△ADC,∴ ,∴OA=2OE,
在直角△AOE中,由勾股定理得: ,∴OE=,∴OA=,
在Rt△ADC中,由勾股定理得到:AC= ,∴OC=,
令BF=x,则FC=8-x,
∵AD∥BC,∴△AOE∽△COF,∴ ,即7AE=3FC∴3(8-x)=7×3解得:,∴的长为1.
连接NE,NF,如图,
根据折叠性质得:BF=B’F=1,MN⊥EF,NF=NE,
设B’N=m,则 ,解得:m=3,则NF= ,
∵EF=,∴MF=,
∴MN=,
故答案为:1,.
【点睛】
本题主要考查了折叠的性质、勾股定理、三角形相似的判定与性质,矩形的性质等知识,熟练运用这些知识是解决本题的关键,本题还涉及到方程的运用.
3.(2021·内蒙古鄂尔多斯·中考真题)如图,已知正方形的边长为6,点F是正方形内一点,连接,且,点E是边上一动点,连接,则长度的最小值为___________.
【答案】-3
【分析】根据正方形的性质得到∠ADC=90°,推出∠DFC=90°,点F在以DC为直径的半圆上移动,,如图,设CD的中点为O,作正方形ABCD关于直线AD对称的正方形APGD,则点B的对应点是P,连接PO交AD于E,交半圆O于F,则线段FP的长即为BE+FE的长度最小值,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】解:∵四边形ABCD是正方形,∴∠ADC=90°,∴∠ADF+∠CDF=90°,
∵,∴∠DCF+∠CDF=90°,∴∠DFC=90°,∴点F在以DC为直径的半圆上移动,
如图,设CD的中点为O,作正方形ABCD关于直线AD对称的正方形APGD,则点B的对应点是P,
连接PO交AD于E,交半圆O于F,则线段FP的长即为BE+FE的长度最小值,OF=3,
∵∠G=90°,PG=DG=AB=6,∴OG=9,∴OP=,∴FP=-3,
∴BE+FE的长度最小值为-3,
故答案为:-3.
【点睛】本题考查了轴对称−最短路线问题,正方形的性质,勾股定理以及圆的基本性质.凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.
4.(2021·山东聊城·中考真题)如图,在直角坐标系中,矩形OABC的顶点O在坐标原点,顶点A,C分别在x轴,y轴上,B,D两点坐标分别为B(﹣4,6),D(0,4),线段EF在边OA上移动,保持EF=3,当四边形BDEF的周长最小时,点E的坐标为__________.
【答案】
【分析】先得出D点关于x轴的对称点坐标为H(0,-4),再通过转化,将求四边形BDEF的周长的最小值转化为求FG+BF的最小值,再利用两点之间线段最短得到当F、G、B三点共线时FG+BF的值最小,用待定系数法求出直线BG的解析式后,令y=0,即可求出点F的坐标,最后得到点E的坐标.
【详解】解:如图所示,∵D(0,4),∴D点关于x轴的对称点坐标为H(0,-4),∴ED=EH,
将点H向左平移3个单位,得到点G(-3,-4),∴EF=HG,EF∥HG,∴四边形EFGH是平行四边形,∴EH=FG,∴FG =ED,∵B(-4,6),∴BD=,
又∵EF=3,∴四边形BDEF的周长=BD+DE+EF+BF=+FG+3+BF,
要使四边形BDEF的周长最小,则应使FG+BF的值最小,而当F、G、B三点共线时FG+BF的值最小,
设直线BG的解析式为:
∵B(-4,6),G(-3,-4),∴,∴,∴,
当y=0时,,∴,∴,故答案为:.
【点睛】本题综合考查了轴对称的性质、最短路径问题、平移的性质、用待定系数法求一次函数的解析式等知识,解决问题的关键是“转化”,即将不同的线段之间通过转化建立相等关系,将求四边形的周长的最小值问题转化为三点共线和最短的问题等,本题蕴含了数形结合与转化的思想方法等.
5.(2021·广东·中考真题)在中,.点D为平面上一个动点,,则线段长度的最小值为_____.
【答案】
【分析】由已知,,根据定角定弦,可作出辅助圆,由同弧所对的圆周角等于圆心角的一半可知,点在以为圆心为半径的圆上,线段长度的最小值为.
【详解】如图: 以为半径作圆,过圆心作,
以为圆心为半径作圆,则点在圆上,
,,
,,
,线段长度的最小值为: .故答案为:.
【点睛】本题考查了圆周角与圆心角的关系,圆外一点到圆上的线段最短距离,勾股定理,正确的作出图形是解题的关键.
6.(2021·河南周口·三模)如图,在边长为4的正方形ABCD中,动点E,F分别在BC,AB上移动,AF=BE,AE和DF交于点P,点M为边AB上一动点,点N为平面上一动点,CN=1,则NM+MP的最小值是 ___.
【答案】2-3
【分析】首先证明∠APD=90°,推出点P在以AD为直径的圆上运动,设圆心为T,作点T关于AB的对称点R,以R为圆心,AR为半径作⊙R,则点P关于AB的对称点L,在⊙R上,连接CR,RL,ML.根据RL+ML+MN+NC≥CR,MP=ML,求出CR,可得结论.
【详解】解:如图,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=∠DAF=90°,AD=AB,
在△ABE和△DAF中,,
∴△ABE≌△DAF(SAS),∴∠BAE=∠ADF,
∵∠BAE+∠DAP=90°,∴∠ADP+∠DAE=90°,∴∠APD=90°,
∴点P在以AD为直径的圆上运动,设圆心为T,作点T关于AB的对称点R,以R为圆心,AR为半径作⊙R,则点P关于AB的对称点L,在⊙R上,连接CR,RL,ML.
∵CN=1,∴点N在以C为圆心,半径为1的⊙C上运动,
在Rt△CDR中,CR===2,
∵RL+ML+MN+NC≥CR,MP=ML,∴PM+MN≥2-2-1,
∴PM+MN≥2-3,
∴PM+MN的最小值为2-3.
【点睛】本题考查轴对称最短问题,正方形的性质,勾股定理,轨迹等知识,解题的关键是学会把问题转化为两点之间线段最短,属于中考填空题中的压轴题.
7.(2021·河南郑州·一模)如图,在边长为4的正方形ABCD中,P是AB边上一动点(不与点A,B重合),连接PD,过点B作BM⊥PD交DP的延长线于点M,连接AM,过点A作AN⊥AM交PD于点N,连接BN,CN,则△BNC面积的最小值为________.
【答案】
【分析】点N在正方形内部,所以S△AND+S△BNC=S正方形ABCD=,由BM⊥PD可得点M在以BD中点为圆心,BD长为半径的圆上,先证明△AMB与△ADN全等,然后求△ABM最大面积即可求出△BNC的最小面积.
【详解】解:∵四边形ABCD为正方形, ∴AD=AB,∠BAD=∠BAN+∠NAD=90°,
∵∠MAB+∠BAN=∠MAN=90°,∴∠MAB=∠NAD,
∵∠BMP+∠BPM+∠MBP=∠PAD+∠PDA+∠APD=180°,
∠MPB=∠APD,∠BMP=∠DAP=90°,∴∠MBP=∠ADP,
在△AMB和△AND中,,∴△AMB≌△AND(ASA).∴S△AMB=S△AND,
∵S△AND+S△BNC=S正方形ABCD=,∴当S△AMB面积最大时,S△BNC面积最小,
∵∠BMD=90°,∴点M在以BD中点为圆心,BD长为半径的圆上,
当△ABM面积最大时,OM⊥AB,如图,
∵点O为BD中点,OM∥AD,∴OK=AD=2,
∵BD=BC=,∴OM=BD=,∴MK=OM﹣OK=﹣2,∴S△AMB=AB•MK=,
∴S△BNC=8﹣S△AMB=8﹣()=.
故答案为:.
【点睛】本题考查正方形的性质、三角形面积计算、全等三角形的判定、圆周角定理等知识点,将求△BNC的最小面积转化为求△ABM最大面积并找出M点运动轨迹是解题关键.
8.(2021·河南·三模)如图,在正方形ABCD中,AB=8,点E,F分别为边AB,AD上的动点,且EF=6,点G,M分别为边BC,CD的中点,连接BM,DG交于点O.将△EFA沿EF折叠得到△EFA',点H是边EF上一动点,连接A'H,HO,OA'.当A'H+HO的值最小时,OA'的长为 __________________.
【答案】
【分析】连接AH、AO,由折叠的性质,点A与点A'关于直线EF对称,则可得当A、H、O三点共线时,A'H+HO的值最小,连接OC、AH,过点O作NO⊥BC于点N,可知四边形AFA'E是正方形,∠ACB=45°,设CN=x,则ON=CN=x,BN=8﹣x,可证明△BON∽△BMC,可求出CN=,CO=,在Rt△ABC中,由勾股定理得AC=8,所以A'O=AC﹣AA'﹣OC=.
【详解】解:连接AH、AO,如图,
由折叠的性质,点A与点关于直线对称,
三点共线时,的值最小,
连接OC、AH,过点O作NO⊥BC于点N,如图2,
四边形是正方形,,三点共线,
是中点,
设CN=x,则ON=CN=x,BN=8﹣x,
,,即,,
在中,由勾股定理得,
故答案为:.
【点睛】本题考查相似的判定与性质、折叠的性质、正方形的性质、勾股定理等知识,是重要考点,掌握相关知识是解题关键.
9.(2021·四川绵阳·一模)等边△ABC的边长为6,P是AB上一点,AP=2,把AP绕点A旋转一周,P点的对应点为P′,连接BP′,BP′的中点为Q,连接CQ.则CQ长度的最小值是_____.
【答案】
【分析】取AB中点D,连接DQ,CD,AP',利用等边三角形求出CD=,根据三角形中位线定理得到DQ=1,利用三角形三边关系得出结果.
【详解】解:如图,取AB中点D,连接DQ,CD,AP',
∵AP=2,把AP绕点A旋转一周,∴AP'=2,
∵等边△ABC的边长为6,点D是AB中点,∴BD=AD=3,CD⊥AB,∴CD=,
∵点Q是BP'是中点,∴BQ=QP',
又∵AD=BD,∴DQ=AP'=1,
在△CDQ中,CQ≥DC﹣DQ,∴CQ的最小值为3﹣1,故答案为.
【点睛】本题考查最短路径、中位线、等边三角形等知识,解决问题的关键是已知中点的常见思路:等腰三角形中构造三线合一,一般三角形中构造中位线.
10.(2021·福建·厦门五缘实验学校二模)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数y(k>0)的图象与半径为5的⊙O交于M、N两点,△MON的面积为3.5,若动点P在x轴上,则PM+PN的最小值是______.
【答案】
【详解】设点M(a,b),N(c,d),先求出a2+b2=c2+d2=25,再求出ac,同理:bd,即可得出ac﹣bc=0,最后用两点间的距离公式即可得出结论.
【解答】解:如图,
设点M(a,b),N(c,d),∴ab=k,cd=k,
∵点M,N在⊙O上,∴a2+b2=c2+d2=25,
作出点N关于x轴的对称点N'(c,﹣d),∴MN'即为PM+PN的最小值
∴S△OMNk(b+d)(a﹣c)k=3.5,∴ad﹣ bc=7,∴7,∴ac,
同理:bd,∴ac﹣bc[(c2+d2)﹣(a2+b2)]=0,
∵M(a,b),N'(c,﹣d),
∴MN'2=(a﹣c)2+(b+d)2=a2+b2+c2+d2﹣2ac+2bd=a2+b2+c2+d2﹣2(ac﹣bd)=50,∴MN'=5,
故答案为:5.
【点睛】此题主要考查了反比例函数的性质、圆的性质、两点间的距离公式,判断出ac-bd=0是解本题的关键.
11.(2021·广东·雷州市第八中学一模)如图,把矩形ABCD沿EF对折,使B与D重合,折痕EF交BD于G,连AG,若tan∠AGE=,BF=8,P为DG上一个动点,则PF+PC的最小值为_____.
【答案】10
【分析】如图,连接BE,CE,PE,取BE的中点O,连接OA,OG.首先证明△EGD≌△FGB(ASA),推出BF=DE=8,EG=FG,再证明PF=PE,推出PF+PC=PE+PC≥EC,想办法求出EC即可解决问题.
【详解】解:如图,连接BE,CE,PE,取BE的中点O,连接OA,OG.
由题意,EF垂直平分线段BD,∴EB=ED,BG=GD,
∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠EDG=∠FBG,
∵∠EGD=∠FGB,∴△EGD≌△FGB(ASA),∴BF=DE=8,EG=FG,
∵DB⊥EF,∴PE=PF,∴PF+PC=PE+PC≥EC,
∵∠BAE=∠BGE=90°,OB=OE,∴OA=OB=OE=OG,
∴A,B,G,E四点共圆,∴∠ABE=∠AGE,∴tan∠ABE=tan∠AGE==,
设AE=k,AB=3k,
∵AB2+AE2=BE2,BE=DE=8,∴(k)2+(3k)2=82,∴k=2,∴AB=CD=6,
∵∠EDC=90°,∴EC==10,∴PF+PC≥10,∴PF+PC的最小值为10.
故答案为:10.
【点睛】本题考查翻折变换,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,线段的垂直平分线的判定和性质,解直角三角形,四点共圆等知识,本题综合性比较强.
12.(2022·上海·一模)如图,在中,,,,将绕点按逆时针方向旋转得到,连接,,直线,相交于点,连接,在旋转过程中,线段的最大值为__________.
【答案】
【分析】取AB的中点H,连接CH、FH,设EC,DF交于点G,在△ABC中,由勾股定理得到AB=,由旋转可知:△DCE≌△ACB,从而∠DCA=∠BCE,∠ADC=∠BEC,由∠DGC=∠EGF,可得∠AFB=90º,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可得FH=CH=AB=,在△FCH中,当F、C、H在一条直线上时,CF有最大值为.
【详解】取AB的中点H,连接CH、FH,设EC,DF交于点G,
在△ABC中,∠ACB=90º,
∵AC=,BC=2,
∴AB=,
由旋转可知:△DCE≌△ACB,
∴∠DCE=∠ACB,DC=AC,CE=CB,
∴∠DCA=∠BCE,
∵∠ADC=(180º-∠ACD) ,∠BEC= (180º-∠BCE),∴∠ADC=∠BEC,
∵∠DGC=∠EGF,∴∠DCG=∠EFG=90º,∴∠AFB=90º,
∵H是AB的中点,∴FH=AB,
∵∠ACB=90º,
∴CH=AB,
∴FH=CH=AB=,
在△FCH中,FH+CH>CF,
当F、C、H在一条直线上时,CF有最大值,
∴线段CF的最大值为.
故答案为:
【点睛】本题考查了旋转的性质、勾股定理,解决本题的关键是掌握全等的性质.
13.(2022·重庆·一模)如图,已知,外心为,,,分别以,为腰向形外作等腰直角三角形与,连接,交于点,则的最小值是______.
【答案】
【分析】由与是等腰直角三角形,得到,,根据全等三角形的性质得到,求得在以为直径的圆上,由的外心为,,得到,如图,当时,的值最小,解直角三角形即可得到结论.
【详解】解:与是等腰直角三角形,,,
在与中,,≌,,,
,在以为直径的圆上,
的外心为,,,
如图,当时,的值最小,
,,,
,,.则的最小值是,
故答案为:.
【点睛】本题考查了三角形的外接圆与外心,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
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