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    专题5.37 中考几何最值问题(基础篇)-【挑战满分】2023年中考数学总复习精选精练(全国通用)

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    专题5.37 中考几何最值问题(基础篇)-【挑战满分】2023年中考数学总复习精选精练(全国通用)

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    这是一份专题5.37 中考几何最值问题(基础篇)-【挑战满分】2023年中考数学总复习精选精练(全国通用),共33页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
    专题5.37 中考几何最值问题(基础篇)
    一、单选题
    1.如图,在ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=12,D为AC边上的一个动点,连接BD,E为BD上的一个动点,连接AE,CE,当∠ABD=∠BCE时,线段AE的最小值是(    )

    A.3 B.4 C.5 D.6
    2.如图,在中,AB=AC,分别以点A、B为圆心,以适当的长为半径作弧,两弧分别交于E,F,作直线EF,D为BC的中点,M为直线EF上任意一点.若BC=4,面积为10,则BM+MD长度的最小值为(  )

    A. B.3 C.4 D.5
    3.如图,已知线段OA交⊙O于点B,且OB=AB,点P是⊙O上的一个动点,那么∠OAP的最大值是(     )

    A.30° B.45° C.60° D.90°
    4.已知,D是线段上的动点且于点G,,则的最小值为(    )

    A. B. C. D.
    5.如图,中,,利用尺规在,上分别截取,,使;分别以D,E为圆心、以大于的长为半径作弧,两弧在内交于点F;作射线交于点G.若,为上一动点,则的最小值为(  )

    A.无法确定 B. C.1 D.2
    6.如图,已知等边的边长为4,P、Q、R分别为边上的动点,则的最小值是(    )

    A. B.2 C. D.
    7.如图,中,,,点D是边上一动点,以点A为旋转中心,将顺时针旋转得到线段,连接,若,则的长的最小值为(    )

    A. B. C.1 D.
    8.如图,在中,.将绕顶点C旋转得到,若点O是中点,点P是中点,在旋转过程中,线段的最大值等于(    )

    A.4 B.6 C.8 D.10
    9.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=4,BC=3,点D是半径为2的⊙A上一动点,点M是CD的中点,则BM的最大值是(    )

    A.3 B.3.5 C. D.
    10.如图所示,正方形的面积为12,是等边三角形,点E在正方形内,在对角线上有一点P,使的和最小,则这个最小值为(    )

    A. B. C. D.
    二、填空题
    11.如图,在矩形ABCD中,,E,F分别是AD,AB的中点,的平分线交AB于点G,点P是线段DG上的一个动点,则的周长最小值为__________.

    12.菱形的边长为2,,点、分别是、上的动点,的最小值为______.

    13.如图,矩形中,,是的中点,线段在边上左右滑动;若,则的最小值为____________.

    14.如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=6.折叠该菱形,使点A落在边BC上的点M处,折痕分别与边AB,AD交于点E,F.当点M与点B重合时,EF的长为________;当点M的位置变化时,DF长的最大值为________.

    15.如图,已知▱OABC的顶点A、C分别在直线x=1和x=4上,O是坐标原点,则对角线OB长的最小值为__.

    16.如图,在正方形中,,分别为边上的动点,且,与交于点,则线段的最小值为__________.

    17.如图,在中,弦,点为圆周上一动点,连接、,为上一点,且,,则周长的最大值为______.

    18.如图,矩形中,,,点E是边上一点,连接,把沿折叠,使点B落在点处.连接,则的最小值为___________.

    三、解答题
    19.如图,四边形为正方形,直线经过点D,分别过点A、C作于点E、于点F.
    (1)求证:;
    (2)若,求正方形面积的最小值.







    20.如图所示,四边形ABCD为菱形,AB=2,∠ABC=60°,点E为边BC上动点(不含端点),点B关于直线AE的对称点为点F,点G为DF中点,连接AG.
    (1)依题意,补全图形;
    (2)点E运动过程中,是否可能EF∥AG?若可能,求BE长;若不可能,请说明理由;
    (3)连接CG,点E运动过程中,直接写出CG的最小值.









    21.边长为4的正方形ABCD中,点E是BC边上的一个动点,连接DE ,交AC于点N,过点D作DF⊥DE ,交BA的延长线于点F,连接EF,交AC于点M.
    (1)判定△DFE的形状,并说明理由;      
    (2)设CE =x,△AMF的面积为y ,求y与x之间的函数关系式;并求出当x为何值时y有最大值?最大值是多少?
    (3)随着点E在BC边上运动,NA·MC的值是否会发生变化?若不变,请求出NA·MC的值;若变化,请说明理由.




    22.如图①,在中,,,为边上一点(不与点,重合),将线段绕点逆时针旋转得到,连接,则:
    (1)①的度数是 ;②线段,,之间的数量关系是 ;
    (2)如图②,在中,,,为边上一点(不与点,重合),将线段绕点逆时针旋转得到,连接,请判断线段,,之间的数量关系,并说明理由;
    (3)如图②,与交于点,在(2)条件下,若,求的最小值.





    23.如图,在中,,于点,于点,以点为圆心,为半径作半圆,交于点.
    (1)求证:是的切线;
    (2)若点是的中点,,求图中阴影部分的面积;
    (3)在(2)的条件下,点是边上的动点,当取最小值时,直接写出的长.







    24.如图,抛物线与坐标轴相交于A、B、C三点,P是线段AB上一动点(端点除外),过P作PD∥AC,交BC于点D,连接CP.
    (1) 试求A、B、C三点的坐标及直线BC的解析式;
    (2)求△PCD面积的最大值,并判断当△PCD的面积取最大值时,以PA、PD为邻边的平行四边形是否为菱形,请说明理由.




    参考答案
    1.B
    【分析】如图,取的中点,连接,.首先证明,求出,,根据,可得结论.
    解:如图,取的中点,连接,.







    ,,


    的最小值为4,
    故选:B.
    【点拨】本题考查直角三角形斜边中线的性质,勾股定理等知识,解题的关键是求出,的长,属于中考常考题型.
    2.D
    【分析】由基本作图得到得EF垂直平分AB,则MB=MA,所以BM+MD=MA+MD,连接MA、DA,如图,利用两点之间线段最短可判断MA+MD的最小值为AD,再利用等腰三角形的性质得到AD⊥BC,然后利用三角形面积公式计算出AD即可.
    解:由作法得EF垂直平分AB,
    ∴MB=MA,
    ∴BM+MD=MA+MD,
    连接MA、DA,如图,

    ∵MA+MD≥AD(当且仅当M点在AD上时取等号),
    ∴MA+MD的最小值为AD,
    ∵AB=AC,D点为BC的中点,
    ∴AD⊥BC,


    ∴BM+MD长度的最小值为5.
    故选:D.
    【点拨】本题考查的是线段的垂直平分线的性质,利用轴对称求线段和的最小值,三角形的面积,两点之间,线段最短,掌握以上知识是解题的关键.
    3.A
    解:如图,当点P运动到点P′,即AP′与⊙O相切时,∠OAP最大.
    连接O P′,

    则A P′⊥O P′,即△AO P′是直角三角形.
    ∵OB=AB,OB=OP′
    ∴OA=2O P′.

    ∴∠OAP′=300,即∠OAP的最大值是=30°.
    故选A.
    4.C
    【分析】根据,可得点G在以为直径的圆上运动,取的中点O,当点O,G,B三点共线时,的最小, 再由勾股定理求出的长,即可求解.
    解:∵,
    即,
    ∴点G在以为直径的圆上,
    取的中点O,当点O,G,B三点共线时,的最小,

    ∵,
    ∴,
    ∵,
    ∴,
    ∴,
    即的最小值为.
    故选:C
    【点拨】本题主要考查了圆的基本性质,勾股定理,根据题意得到点G在以为直径的圆上是解题的关键.
    5.C
    【分析】如图,过点作于,根据角平分线的性质定理证明,利用垂线段最短即可解决问题.
    解:如图,过点作于,

    由作图可知,平分,
    ,,

    根据垂线段最短可知,的最小值为1.
    故选:C.
    【点拨】本题考查作图基本作图,熟练掌握角平分线的性质,垂线段最短是解题的关键.
    6.C
    【分析】如图,作关于对称的,点E与点Q关于对称,连接,则,可得当点E,R,P在同一直线上,且时,的长就是的最小值,在需要利用等边三角形的性质求出等边三角形的高即可得到答案.
    解:如图,作关于对称的,点E与点Q关于对称,连接,则,
    ∴,
    ∴当点E,R,P在同一直线上,且时,的长就是的最小值,
    ∵,
    ∴,
    ∴由平行线间间距相等可知的长等于等边三角形的高的长
    ∵等边的边长为4,
    ∴等边三角形的高为,即的最小值为,
    故选C.

    【点拨】本题考查了轴对称最短路径问题,等边三角形的性质,勾股定理等,解题的关键是正确添加辅助线构造出最短路径.
    7.A
    【分析】在上取一点K,使得,连接,,然后证明出,然后根据垂线段最短得到当时,的值最小,最后利用角直角三角形的性质求解即可.
    解:如图所示,在上取一点K,使得,连接,,

    ∵,,
    ∴,,
    ∴,
    又∵,,
    ∴,
    ∴,
    ∴当时,的值最小,
    ∵,,,
    ∴,
    ∴,
    ∴.
    ∴的长的最小值为.
    故选A
    【点拨】此题考查了全等三角形的性质和判断,垂线段最短,角直角三角形的性质等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
    8.B
    【分析】连接,进而得到,当三点共线时,线段的值最大,进行求解即可.
    解:∵,
    ∴,
    ∵将绕顶点C旋转得到,点O是中点,
    ∴,,
    连接,

    ∵点P是中点,
    ∴,
    ∵,
    ∴当三点共线时,线段的值最大.
    故选:B.
    【点拨】本题考查旋转的性质,直角三角形斜边上的中线,含30度的直角三角形.熟练掌握相关知识点并灵活运算,是解题的关键.
    9.B
    【分析】如图,取AC的中点N,连接MN,BN.利用直角三角形斜边中线的性质,三角形的中位线定理求出BN,MN,再利用三角形的三边关系即可解决问题.
    解:如图,取AC的中点N,连接MN,BN.

    ∵∠ABC=90°,AB=4,BC=3,
    ∴AC=5,
    ∵AN=NC,
    ∴BN=AC=,
    ∵AN=NC,DM=MC,
    ∴MN=AD=1,
    ∴BM≤BN+NM,
    ∴BM≤1+,
    ∴BM≤,
    ∴BM的最大值为.
    故选:B.
    【点拨】本题考查直角三角形斜边的中线的性质,三角形的中位线定理,三角形的三边关系等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,属于中考常考题型.
    10.B
    【分析】连接,,根据点B与D关于对称,得出,从而得出,即最小值为值为的长,求出的长即可.
    解:连接,,如图所示:

    ∵四边形为正方形,
    ∴点B与D关于对称,
    ∴,
    ∴,
    ∴最小值为的长,
    ∵正方形的面积为12,
    ∴,
    又∵是等边三角形,
    ∴,
    ∴最小值为,故B正确.
    故选:B.
    【点拨】本题主要考查了正方形的性质,轴对称的性质,等边三角形的性质,解题的关键是根据轴对称的性质得出的长为的最小值.
    11.##
    【分析】在CD上取点H,使DH=DE,连接EH,PH,过点F作FK⊥CD于点K,可得DG垂直平分EH,从而得到当点F、P、H三点共线时,的周长最小,最小值为FH+EF,再分别求出EF和FH,即可求解.
    解:如图,在CD上取点H,使DH=DE,连接EH,PH,过点F作FK⊥CD于点K,

    在矩形ABCD中,∠A=∠ADC=90°,AD=BC=6,CD=AB=8,
    ∴△DEH为等腰直角三角形,
    ∵DG平分∠ADC,
    ∴DG垂直平分EH,
    ∴PE=PH,
    ∴的周长等于PE+PF+EF=PH+PF+EF≥FH+EF,
    ∴当点F、P、H三点共线时,的周长最小,最小值为FH+EF,
    ∵E,F分别是AD,AB的中点,
    ∴AE=DE=DH=3,AF=4,
    ∴EF=5,
    ∵FK⊥CD,
    ∴∠DKF=∠A=∠ADC=90°,
    ∴四边形ADKF为矩形,
    ∴DK=AF=4,FK=AD=6,
    ∴HK=1,
    ∴,
    ∴FH+EF=,即的周长最小为.
    故答案为:
    【点拨】本题主要考查了最短距离问题,矩形的判定和性质,勾股定理等知识,明确题意,准确得到当点F、P、H三点共线时,的周长最小,最小值为FH+EF是解题的关键.
    12.
    【分析】过点C作CE⊥AB于E,交BD于G,根据轴对称确定最短路线问题以及垂线段最短可知CE为FG+CG的最小值,当P与点F重合,Q与G重合时,PQ+QC最小,在直角三角形BEC中,勾股定理即可求解.
    解:如图,过点C作CE⊥AB于E,交BD于G,根据轴对称确定最短路线问题以及垂线段最短可知CE为FG+CG的最小值,当P与点F重合,Q与G重合时,PQ+QC最小,

    菱形的边长为2,,
    中,
    PQ+QC的最小值为
    故答案为:
    【点拨】本题考查了菱形的性质,勾股定理,轴对称的性质,掌握轴对称的性质求线段和的最小值是解题的关键.
    13.
    【分析】如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,可得四边形EFCH是平行四边形,从而得到G'H=EG'+EH=EG+CF,再由勾股定理求出HG'的长,即可求解.
    解:如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,

    ∴G'E=GE,AG=AG',
    ∵四边形ABCD是矩形,
    ∴AB∥CD,AD=BC=2
    ∴CH∥EF,
    ∵CH=EF=1,
    ∴四边形EFCH是平行四边形,
    ∴EH=CF,
    ∴G'H=EG'+EH=EG+CF,
    ∵AB=4,BC=AD=2,G为边AD的中点,
    ∴AG=AG'=1
    ∴DG′=AD+AG'=2+1=3,DH=4-1=3,
    ∴,
    即的最小值为.
    故答案为:
    【点拨】此题主要考查了利用轴对称求最短路径问题,矩形的性质,勾股定理等知识,确定GE+CF最小时E,F位置是解题关键.
    14.         
    【分析】当点M与点B重合时,EF垂直平分AB,利用三角函数即可求得EF的长;根据折叠的性质可知,AF=FM,若DF取最大值,则FM取最小值,即为边AD与BC的距离DG,即可求解.
    解:当点M与点B重合时,由折叠的性质知EF垂直平分AB,
    ∴AE=EB=AB=3,
    在Rt△AEF中,∠A=60°,AE=3,
    tan60°=,
    ∴EF=3;
    当AF长取得最小值时,DF长取得最大值,
    由折叠的性质知EF垂直平分AM,则AF=FM,
    ∴FM⊥BC时,FM长取得最小值,此时DF长取得最大值,
    过点D作DG⊥BC于点C,则四边形DGMF为矩形,
    ∴FM=DG,
    在Rt△DGC中,∠C=∠A=60°,DC=AB=6,
    ∴DG=DCsin60°=3,
    ∴DF长的最大值为AD-AF=AD-FM=AD-DG=6-3,
    故答案为:3;6-3.

    【点拨】本题考查了菱形的性质,折叠的性质,解直角三角形,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题.
    15.5.
    解:当B在x轴上时,对角线OB长的最小,
    如图所示:直线x=1与x轴交于点D,直线x=4与x轴交于点E,
    根据题意得:∠ADO=∠CEB=90°,OD=1,OE=4,
    ∵四边形ABCD是平行四边形,
    ∴OA∥BC,OA=BC,
    ∴∠AOD=∠CBE,在△AOD和△CBE中,
    ∵∠AOD=∠CBE,∠ADO=∠CEB,OA=BC,
    ∴△AOD≌△CBE(AAS),
    ∴OD=BE=1,
    ∴OB=OE+BE=5;
    故答案为5.

    考点:平行四边形的性质;坐标与图形性质.
    16.
    【分析】正方形中,,,当与垂直时,点到点的距离最小,即的值最小,取的中点,当点圆心,以为直径画圆,当点在一条直线上时,的值最小,在中根据勾股定理可求证的长,根据可求出的长,由此即可求解.
    解:如图所示,当与垂直时,点到点的距离最小,即的值最小,取的中点,当点圆心,以为直径画圆,当点在一条直线上时,的值最小,

    ∴,,点是的中点,
    ∴,
    在中,是直径,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    故答案为:.
    【点拨】本题主要考查正方形,动点,最短路径,勾股定理的综合,掌握正方形的性质,动点运动的规律,求最短距离的方法,勾股定理是解题的关键.
    17.##
    【分析】设的周长为,则,因为点是圆周上一动点,所以当时直径时,最长;求出,,所以,,则最大为.
    解:设的周长为,
    则,


    点是圆周上一动点,
    当时直径时,最长,

    ,,


    ,,
    最大为;
    故答案为:.
    【点拨】本题考查了直径所对的圆周角是直角,圆的基本概念,勾股定理,含30度的直角三角形的性质,解题的关键是利用已知条件将三角形的周长转化为.
    18.2
    【分析】根据题意,当共线时,最小,据此求得即可;
    解:如图所示,连接,
    ∵四边形是矩形,
    ∴,
    ∵,,
    ∴,
    由折叠的性质可得,
    ∵,即,
    ∴当共线时,最小,最小值即为2,
    故答案为:2.

    【点拨】本题考查了矩形的性质,勾股定理,折叠的性质,三角形三边的关系,灵活运用所学知识是解题的关键.
    19.(1)证明见分析;(2)正方形的面积最小值为32.
    【分析】(1)根据正方形的性质可得,,然后利用同角的余角相等可得,然后利用AAS即可证出;
    (2)根据全等三角形的性质可得,设,则,然后即可求出正方形ABCD的面积与x的二次函数关系式,然后利用二次函数求最值即可.
    解:(1)证明:四边形为正方形,
    ∴,.
    ∴,,
    ∴.
    ∴.
    ∴.
    在和中,

    ∴;
    (2)解:∵,
    ∴.
    设,则,
    ∵正方形的面积,
    ∵2>0
    ∴当时,正方形的面积取最小值,最小值为32.
    【点拨】此题考查的是正方形的性质、全等三角形的判定及性质和求正方形面积的最值,掌握正方形的性质、全等三角形的判定及性质和利用二次函数求最值是解决此题的关键.
    20.(1)见分析;(2)不可能,见分析;(3)
    【分析】(1)根据题意画出图形即可.
    (2)如图1中,结论:不可能.连接BD.只要证明平行时,点E与B重合,不符合题意即可.
    (3)如图2中,取AD的中点T,连接GT,CG,CT,AC.解直角三角形求出CT,GT,根据CG≥CT﹣GT,求出CG的最小值即可.
    解:(1)图形如图1所示:

    (2)如图1中,结论:不可能.
    理由:连接BD.
    ∵四边形ABCD是菱形,
    ∴∠ABC=∠ADC=60°,AB=AD,
    ∴∠ADB=∠BDC=30°,
    ∵点B关于直线AE的对称点为点F,
    ∴AF=AB=AD,∠AFE=∠ABE=60°,
    ∵点G为DF中点,
    ∴FG=DG,
    ∴AG⊥DF,
    若EFAG,则EF⊥DF,
    ∴∠EFG=90°,
    ∴∠AFG=30°,
    ∵∠AFD=∠ADF,
    ∴∠ADF=30°,
    ∴∠ADB=∠ADF,此时点F与B重合,不符合题意,
    ∴不可能存在EFAG.
    (3)如图2中,取AD的中点T,连接GT,CG,CT,AC.

    ∵四边形ABCD是菱形,
    ∴∠B=∠ADC=60°,DA=DC,
    ∴△ACD是等边三角形,
    ∵AT=TD,
    ∴CT⊥AD,
    ∴CT=CD•sin60°=,
    ∵AG⊥DF,
    ∴∠AGD=90°,
    ∵AT=TD,
    ∴TG=AD=1,
    ∵CG≥CT﹣GT,
    ∴CG≥﹣1,
    ∴CG的最小值为﹣1.
    【点拨】本题考查了菱形的性质,等腰三角形、等边三角形的性质,解直角三角形,三角形三边关系等;解题的关键是准确作出辅助线.
    21.(1)等腰直角三角形,见分析;(2)y =﹣x2 + x,当x=2 ,y有最大值1;(3)不变,16
    【分析】(1)先判断出∠FDA=∠CDE,证得△ADF≌△CDE,即可得出结论;
    (2)利用平行线分线段成比例定理得出比例式表示出AF边上的高,即可得出结论;
    (3)先判断出△FAM≌△EIM,得出ME=FM,再判断出△AND∽△CDM,即可得出结论.
    解:(1)在正方形ABCD中,AD=CD,∠ADC=∠DCB=∠DAB =90°,
    ∵∠FDE=∠ADC=90°,
    ∴∠FDA=∠CDE,
    在△ADF和△CDE中,

    ∴△ADF≌△CDE,
    ∴DE =DF,
    ∴△DFE为等腰直角三角形;
    (2)过M作MG⊥AB于G,

    设MG=h,
    又∵∠GAM =45°,
    ∴AG =MG=h,由(1)知FA=CE =,
    ∵CB⊥AB,
    ∴MG//BC,
    ∴=,即=,
    ∴h=,
    ∴y =·= ();

    ∵,
    ∴当 ,有最大值1;
    (3)不变,如图3,过点E作EI∥AB交AC于I,连接DM,

    ∴∠EIC=∠ICE=45°,
    ∴EI=EC=AF,
    ∵EI∥AB,
    ∴∠FAM=∠MIE,∠MFA=∠IEM,
    ∴△FAM≌△EIM,
    ∴ME=FM,
    由(1)可得,△FDE是等腰直角三角形,
    ∴DM⊥EF,
    ∴∠MDE=45°,∠MDC=45°+∠CDN=∠DNA,
    ∵∠DAN=∠DCM=45°,
    ∴△AND∽△CDM,
    ∴,
    ∴AN•CM=AD•CD=16.
    【点拨】本题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,二次函数的最值,等腰直角三角形的性质,三角形的面积公式,作出辅助线构造相似三角形是解本题的关键.
    22.(1)①60°,②;(2),证明见分析;(3)4
    【分析】(1)①先判断出∠BAD=∠CAE,即可判断出△ABD≌△ACE,即可得出结论;
    ②由①得,△ABD≌△ACE,得出BD=CE,即可得出结论;
    (2)先判断出BC=AC,再同(1)的方法判断出△ABD≌△ACE,即可得出结论;
    (3)先判断出点A,D,C,E四点共圆,再由AF最小判断出四边形ADCE是矩形,即可得出结论.
    解:(1)①∵△ABC是等边三角形,
    ∴AB=AC,∠B=∠BAC=60,
    由旋转知,AD=AE,∠DAE=60=∠BAC,
    ∴∠BAD=∠CAE,
    ∴△ABD≌△ACE(SAS),
    ∴∠ACE=∠B=60,
    故答案为:60;
    ②由(1)知,△ABD≌△ACE,
    ∴BD=CE,
    ∴BC=BD+CD=CE+CD,
    ∵△ABC是等边三角形,
    ∴AC=BC,
    ∴AC=CE+CD,
    故答案为:AC=CE+CD;
    (2)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90,
    ∴BC==AC,
    由旋转知,AD=AE,∠DAE=90=∠BAC,
    ∴∠BAD=∠CAE,
    ∴△ABD≌△ACE(SAS),
    ∴BD=CE,
    ∴BC=BD+CD=CE+CD,
    ∴AC=CE+CD;
    (3)由(2)知,△ABD≌△ACE,
    ∴∠ACE=∠ABD,
    在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,
    ∴∠ABD=∠ACB=45,
    ∴∠ACE=45,
    ∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=90,
    ∵∠DAE=90,
    ∴∠BCE+∠DAE=180,
    ∴点A,D,C,E在以DE为直径的圆上,
    ∵AC与DE交于点F,
    ∴AF是直径DE上的一点到点A的距离,
    即:当AF⊥DE时,AF最小,
    ∴∠CFD=90,
    ∴∠CDF=90°−∠ACB=45°,
    ∵∠ADE=45°,
    ∴∠ADC=90°,
    ∴四边形ADCE是矩形,
    ∴AF最小=AC=4.

    【点拨】此题是几何变换综合题,主要考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的性质,等腰直角三角形的性质,四点共圆,矩形的判定,判断出BD=CE是解本题的关键.
    23.(1)证明见分析;(2);(3).
    【分析】(1)过作垂线,垂足为,证明OM=OE即可;
    (2)根据“S△AEO-S扇形EOF=S阴影”进行计算即可;
    (3)作关于的对称点,交于,连接交于,此时最小. 通过证明∽即可求解
    解:(1)过作垂线,垂足为

    ∵,
    ∴平分


    ∵为⊙的半径,
    ∴为⊙的半径,
    ∴是⊙的切线
    (2)∵且是的中点
    ∴,,


    ∴即,

    (3)作关于的对称点,交于,连接交于
    此时最小
    由(2)知,,


    ∴,,
    ∵,
    ∴∽
    ∴,即
    ∵,
    ∴即,
    ∴.
    【点拨】本题是圆的综合题,主要考查了圆的切线的判定,不规则图形的面积计算以及最短路径问题.找出点E的对称点G是解决一题的关键.
    24.(1)A(4,0),B(-2,0),C(0,-4);;(2)△PCD面积的取最大值3时,以PA、PD为邻边的平行四边形不是菱形,理由见分析
    【分析】(1)令x=0,可得C(0,-4),令y=0,可得B(-2,0),A(4,0),再利用待定系数法求出直线BC的解析式,即可求解;
    (2)过点P作PE⊥AC于点E,根据PD∥AC,可得△BDP∽△BCA,从而得到,再求出,可得,可得到当x=1时,△PCD面积的最大,再分别求出PA、PD,即可求解.
    (1)解:令x=0,则y=-4,
    ∴C(0,-4)
    令y=0,则,
    解得:x1=-2,x2=4,
    ∴B(-2,0),A(4,0),
    ∴A(4,0),B(-2,0),C(0,-4);
    设直线BC的解析式为:,
    将B(-2,0)、C(0,-4)代入得:,
    解得:,
    ∴;
    (2)解:如图,过点P作PE⊥AC于点E,

    设P(x,0)且-2

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