2024届中考数学考前《终讲·终练·终卷》冲刺高分突破(全国通用)第02讲:最值问题 解析版
展开考点一:将军饮马问题
考点二:阿氏圆问题
考点三:胡不归问题
考点四:隐圆问题
考点五:费马点问题
【题型精讲】
题型一:将军饮马问题
1.(22-23九年级上·安徽池州·期末)如图,中,,点P为AC边上的动点,过点P作于点D,则的最小值为( )
A.B.C.5D.
【答案】B
【分析】作点B关于的对称点,过点作于点D,交于点P,点P即为所求作的点,此时有最小值,连接,根据对称性的性质,可知:,,根据,即可求出的最小值.
【详解】解:如下图,作点B关于的对称点,过点作于点D,交于点P,连接,点P即为所求作的点,此时有最小值,
根据对称性的性质,可知:,
在中,,
,
根据对称性的性质,可知:,
,
即,
,
,
故选:B.
【点睛】本题考查了轴对称一最短路线问题,解题的关键是掌握轴对称的性质.
2.(2022·河南·三模)如图1,正方形中,点是的中点,点是对角线上的一个动点,设,,当点从向点运动时,与的函数关系如图2所示,其中点是函数图象的最低点,则点的坐标是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】根据图像,当P与C重合时,PB+PE=9即CB+CE=9,从而确定正方形的边长为6,根据将军饮马河原理,连接DE交AC于点G,当点P与点G重合时,PE+PB最小,且为DE的长即点M的纵坐标,利用相似三角形,计算AG的长即为横坐标.
【详解】如图,根据图像,当P与C重合时,PB+PE=9即CB+CE=9,
∵点E是BC的中点,
∴BC=6,
连接DE交AC于点G,当点P与点G重合时,PE+PB最小,且为DE的长即点M的纵坐标,
∵四边形ABCD是正方形,AB=6,
∴CE∥AD,AC=,DE=,
∴△CGE∽△AGD,
∴,
∴,
∴AG=,
故点M的坐标为(,),故A正确.
故选:A.
【点睛】本题考查了正方形的性质,三角形相似的判定和性质,函数图像信息的获取,将军饮马河原理,熟练掌握正方形的性质,灵活运用三角形相似,构造将军饮马河模型求解是解题的关键.
3.(2020·江苏南通·中考真题)如图,在△ABC中,AB=2,∠ABC=60°,∠ACB=45°,D是BC的中点,直线l经过点D,AE⊥l,BF⊥l,垂足分别为E,F,则AE+BF的最大值为( )
A.B.2C.2D.3
【答案】A
【分析】把要求的最大值的两条线段经过平移后形成一条线段,然后再根据垂线段最短来进行计算即可.
【详解】解:如图,过点C作CK⊥l于点K,过点A作AH⊥BC于点H,
在Rt△AHB中,
∵∠ABC=60°,AB=2,
∴BH=1,AH=,
在Rt△AHC中,∠ACB=45°,
∴AC=,
∵点D为BC中点,
∴BD=CD,
在△BFD与△CKD中,
,
∴△BFD≌△CKD(AAS),
∴BF=CK,
延长AE,过点C作CN⊥AE于点N,
可得AE+BF=AE+CK=AE+EN=AN,
在Rt△ACN中,AN<AC,
当直线l⊥AC时,最大值为,
综上所述,AE+BF的最大值为.
故选:A.
题型二:阿氏圆问题
4.(2021九年级·全国·专题练习)如图,已知正方ABCD的边长为6,圆B的半径为3,点P是圆B上的一个动点,则的最大值为 .
【答案】
【分析】如图,连接,在上取一点,使得,进而证明,则在点P运动的任意时刻,均有PM=,从而将问题转化为求PD-PM的最大值.连接PD,在△PDM中,PD-PM<DM,故当D、M、P共线时,PD-PM=DM为最大值,勾股定理即可求得.
【详解】如图,连接,在上取一点,使得,
,
在△PDM中,PD-PM<DM,
当D、M、P共线时,PD-PM=DM为最大值,
四边形是正方形
在中,
故答案为:.
【点睛】本题考查了圆的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,构造是解题的关键.
5.(2020·广西·中考真题)如图,在Rt中,AB=AC=4,点E,F分别是AB,AC的中点,点P是扇形AEF的上任意一点,连接BP,CP,则BP+CP的最小值是 .
【答案】.
【分析】在AB上取一点T,使得AT=1,连接PT,PA,CT.证明,推出==,推出PT=PB,推出PB+CP=CP+PT,根据PC+PT≥TC,求出CT即可解决问题.
【详解】解:在AB上取一点T,使得AT=1,连接PT,PA,CT.
∵PA=2.AT=1,AB=4,
∴PA2=AT•AB,
∴=,
∵∠PAT=∠PAB,
∴,
∴==,
∴PT=PB,
∴PB+CP=CP+PT,
∵PC+PT≥TC,
在Rt中,
∵∠CAT=90°,AT=1,AC=4,
∴CT==,
∴PB+PC≥,
∴PB+PC的最小值为.
故答案为.
【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质,三角形相似的判定与性质,勾股定理的应用,三角形的三边关系,圆的基本性质,掌握以上知识是解题的关键.
6.(2020·江苏南京·二模)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=12,AC=9,以点C为圆心,6为半径的圆上有一个动点D.连接AD、BD、CD,则2AD+3BD的最小值是 .
【答案】
【分析】如下图,在CA上取一点E,使得CE=4,先证△DCE∽△ACD,将转化为DE,从而求得的最小距离,进而得出2AD+3BD的最小值.
【详解】如下图,在CA上取一点E,使得CE=4
∵AC=9,CD=6,CE=4
∴
∵∠ECD=∠ACD
∴△DCE∽△ACD
∴
∴ED=
在△EDB中,ED+DB≥EB
∴ED+DB最小为EB,即ED+DB=EB
∴
在Rt△ECB中,EB=
∴
∴2AD+3DB=
故答案为:.
【点睛】本题考查求最值问题,解题关键是构造出△DCE∽△ACD.
题型三:胡不归问题
7.(2022·内蒙古鄂尔多斯·中考真题)如图,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足为D,P为线段AD上的一动点,连接PB、PC.则PA+2PB的最小值为 .
【答案】4
【分析】在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,此时PA+2PB=2==2BF,通过解直角三角形ABF,进一步求得结果.
【详解】解:如图,
在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,
此时PA+2PB最小,
∴∠AFB=90°
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠CAD=∠BAD=,
∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°,
∴PF=,
∴PA+2PB=2==2BF,
在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,
∴BF=AB•sin45°=4,
∴(PA+2PB)最大=2BF=,
故答案为:.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,解直角直角三角形,解题的关键是作辅助线.
8.(21-22九年级下·湖北武汉·阶段练习)如图,在中,,,半径为的经过点,是圆的切线,且圆的直径在线段上,设点是线段上任意一点不含端点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】过点作关于的平行线,过点作垂直于该平行线于,可将转化为,此时就等于,当共线时,即为所要求的最小值.
【详解】解:如图所示,过点作关于的平行线,过点作垂直于该平行线于,
,,,
,
,,
,
,
当,,三点共线,即在图中在位置,在位置的时候有最小,
当,,三点共线时,有最小值,
此时,
的最小值为,
故答案为.
【点睛】本题主要考查了最值问题中的胡不归问题,解题的关键是在于将进行转换.
9.(2020·陕西·模拟预测)如图,四边形ABCD是菱形,AB=8,且∠ABC=60°,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,则AM+BM的最小值为 .
【答案】4
【分析】如图,过点A作AT⊥BC于T,过点M作MH⊥BC于H,根据菱形的性质和30°角的直角三角形的性质可得MH=BM,于是可得AM+BM的最小值即为AT的长,再利用解直角三角形的知识求解即可.
【详解】解:如图,过点A作AT⊥BC于T,过点M作MH⊥BC于H.
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴∠DBC=∠ABC=30°,
∵MH⊥BC,∴∠BHM=90°,
∴MH=BM,
∴AM+BM=AM+MH,
∵AT⊥BC,∴∠ATB=90°,
∴AT=AB•sin60°=4,
∵AM+MH≥AT,
∴AM+MH≥4,
∴AM+BM≥4,
∴AM+BM的最小值为4,
故答案为:4.
【点睛】本题考查了菱形的性质、30°角的直角三角形的性质、垂线段最短以及解直角三角形等知识,属于常考题型,熟练掌握上述知识、明确解答的方法是解题关键.
题型四:隐圆问题
10.(22-23九年级下·江苏·阶段练习)如图,正方形的边长为4,的半径为2,为上的动点,则的最大值是 .
【答案】2
【分析】解法1,如图:以为斜边构造等腰直角三角形,连接,,连接、,推得,因为,求出即可求出答案.
解法2:如图:连接、、,在上做点,使,连接,证明,在上做点,使,连接,证明,接着推导出,最后证明,即可求解.
【详解】解法1
如图:以为斜边构造等腰直角三角形,连接,,
∴,,
四边形正方形
,
又,
在与中
,
故答案为:2.
解法2
如图:连接、、
根据题意正方形的边长为4,的半径为2
,
在上做点,使,则,连接
在与中
,
,则
在上做点,使,则,连接
在与中
,
,则
如图所示连接
在与中
,,
故答案为:2.
【点睛】本题考查正方形的性质,相似三角形,勾股定理等知识,难度较大,熟悉以上知识点运用是解题关键.
11.(2022·山东济南·一模)如图,在矩形中,,,点、分别是边、上的动点,且,点是的中点,、,则四边形面积的最小值为 .
【答案】38
【分析】首先连接AC,过B作BH⊥AC于H,当G在BH上时,三角形ACG面积取最小值,此时四边形AGCD面积取最小值,再连接BG,知BG=2,得到G点轨迹圆,该轨迹与BH交点即为所求最小值时的G点,利用面积法求出BH、GH的长,代入三角形面积公式求解即可.
【详解】解:连接,过作于,
当G在BH上时,△ACG面积取最小值,此时四边形AGCD面积取最小值,
四边形AGCD面积=三角形ACG面积+三角形ACD面积,
即四边形AGCD面积=三角形ACG面积+24.
连接BG,由G是EF中点,EF=4知,
BG=2,
故G在以为圆心,为半径的圆弧上,圆弧交于,此时四边形AGCD面积取最小值,如图所示,
由勾股定理得:AC=10,
∵AC·BH=AB·BC,
∴BH=4.8,
∴,
即四边形面积的最小值=.
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理及矩形中的与动点相关的最值问题,解题的关键是利用直角三角形斜边的直线等于斜边的一半确定出点的运动轨迹.
12.(2022·广东汕头·一模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=8,AB=10,D是AC上一点,且CD=3,E是BC边上一点,将△DCE沿DE折叠,使点C落在点F处,连接BF,则BF的最小值为 .
【答案】/
【分析】先由折叠判断出F的运动轨迹是为以D为圆心,CD的长度为半径的圆,当B、D、F共线且F在B、D之间时BF最小,根据勾股定理及圆的性质求出此时BD、BF的长度即可.
【详解】解:由折叠知,F点的运动轨迹为:以D为圆心,CD的长度为半径的圆,如图所示,
可知,当点B、D、F共线,且F在B、D之间时,BF取最小值,
∵∠C=90°,AC=8,AB=10,
∴BC=6,
在Rt△BCD中,由勾股定理得:BD=,
∴BF=BD-DF=,
故答案为:.
题型五:费马点问题
13.(2022·广东广州·一模)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点P是AB边上一动点,作PD⊥BC于点D,线段AD上存在一点Q,当QA+QB+QC的值取得最小值,且AQ=2时,则PD= .
【答案】
【分析】如图1,将△BQC绕点B顺时针旋转60°得到△BNM,连接QN,当点A,点Q,点N,点M共线时,QA+QB+QC值最小,此时,如图2,连接MC,证明AM垂直平分BC,证明AD=BD,此时P与D重合,设PD=x,则DQ=x-2,构建方程求出x可得结论.
【详解】解:如图1,将△BQC绕点B顺时针旋转60°得到△BNM,连接QN,
∴BQ=BN,QC=NM,∠QBN=60°,
∴△BQN是等边三角形,
∴BQ=QN,
∴QA+QB+QC=AQ+QN+MN,
∴当点A,点Q,点N,点M共线时,QA+QB+QC值最小,
此时,如图2,连接MC
∵将△BQC绕点B顺时针旋转60°得到△BNM,
∴BQ=BN,BC=BM,∠QBN=60°=∠CBM,
∴△BQN是等边三角形,△CBM是等边三角形,
∴∠BQN=∠BNQ=60°,BM=CM,
∵BM=CM,AB=AC,
∴AM垂直平分BC,
∵AD⊥BC,∠BQD=60°,
∴BD=QD,
∵AB=AC,∠BAC=90°,AD⊥BC,
∴AD=BD,此时P与D重合,设PD=x,则DQ=x-2,
∴x=,
∴x=3+,
∴PD=3+.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了等腰直角三角形的性质,旋转的性质,等边三角形的判定和性质,解题的关键是正确运用等边三角形的性质解决问题,学会构建方程解决问题.
14.(21-22九年级上·四川成都·阶段练习)如图,在中,,P是内一点,求的最小值为 .
【答案】
【分析】将△APC绕点C顺时针旋转得△DFC,可得PC=PF,DF=AP,将转化为,此时当B、P、F、D四点共线时,的值最小,最小值为BD的长;根据勾股定理求解即可.
【详解】解:将△APC绕点C顺时针旋转得△DFC,连接PF、AD、DB,过点D作DE⊥BA,交BA的延长线于点E;
∴AP=DF,∠PCF=∠ACD=,PC=FC,AC=CD,
∴△PCF、△ACD是等边三角形,
∴PC=PF,AD=AC=1,∠DAC=
∴,
∴当B、P、F、D四点共线时,的值最小,最小值为BD的长;
∵,∠CAD=,
∴∠EAD=,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的值最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题考查费马点问题,解题的关键在于将△APC绕点C顺时针旋转得△DFC,将三条线段的长转化到一条直线上.
15.(2021九年级·全国·专题练习)如图,已知矩形ABCD,AB=4,BC=6,点M为矩形内一点,点E为BC边上任意一点,则MA+MD+ME的最小值为 .
【答案】
【分析】将△AMD绕点A逆时针旋转60°得到△AM′D′,则MD=M′D′,△ADD′和△AMM′均为等边三角形,推出AM=MM′可得MA+MD+ME=D′M+MM′+ME,共线时最短;由于点E也为动点,可得当D′E⊥BC时最短,此时易求得D′E=DG+GE的值;
【详解】
解:将△AMD绕点A逆时针旋转60°得到△AM′D′,
由性质的性质可知:MD=M′D′,△ADD′和△AMM′均为等边三角形,
∴AM=MM′,
∴MA+MD+ME=D′M+MM′+ME,
∴D′M、MM′、ME共线时最短,
由于点E也为动点,
∴当D′E⊥BC时最短,此时易求得D′E=D′G+GE=
∴MA+MD+ME的最小值为,
故答案为:
【点睛】本题考查轴对称、旋转变换、矩形的性质,等边三角形的判定和性质等知识,解题的关键是添加常用辅助线,构造等边三角形解决问题,用转化的思想思考问题,属于中考填空题中的压轴题.
【专题精练】
一、单选题
16.(2021九年级·全国)如图,的半径为2,圆心M的坐标为,点P是上的任意一点,,且、与x轴分别交于A、B两点,若点A、点B关于原点O对称,则的最小值( )
A.3B.4C.5D.6
【答案】D
【分析】由中知要使取得最小值,则需取得最小值,连接,交于点,当P位于位置时,取得最小值,故可求解.
此题主要考查点与圆的位置关系,解题的关键是根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到取得最小值时P的位置.
【详解】连接,∵,∴,∵,∴,
要使取得最小值,则需取得最小值,
连接,交于点,当P位于位置时,取得最小值,
过点M作轴于点Q,
则,
∴,
又,
∴,
∴,
故选D.
17.(2023·安徽·一模)如图,在矩形中,,,点E是矩形内部一动点,且,点P是边上一动点,连接、,则的最小值为( )
A.8B.C.10D.
【答案】A
【分析】根据得到点的运动轨迹,利用“将军饮马”模型将进行转化即可求解.
【详解】解:如图,设点O为的中点,由题意可知,
点E在以为直径的半圆O上运动,作半圆O关于的对称图形(半圆),
点E的对称点为,连接,则,
∴当点D、P、、共线时,的值最小,最小值为的长,
如图所示,在中,,,
,
又,
,即的最小值为8,
故选:A.
【点睛】本题考查线段和最短问题、轴对称的性质、勾股定理及圆周角定理,利用“将军饮马”模型将进行转化时解题的关键.
18.(22-23九年级上·浙江金华·期末)如图,正方形的边长为4,点E是正方形内的动点,点P是边上的动点,且.连结,,,,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】先证明,即可得点E在以为直径的半圆上移动,设的中点为O,作正方形关于直线对称的正方形,则点D的对应点是F,连接交于P,交半圆O于E,根据对称性有:,则有:,则线段的长即为的长度最小值,问题随之得解.
【详解】解:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点E在以为直径的半圆上移动,
如图,设的中点为O,
作正方形关于直线对称的正方形,
则点D的对应点是F,
连接交于P,交半圆O于E,
根据对称性有:,
则有:,
则线段的长即为的长度最小值,E
∵,,
∴,,
∴,
∴,
故的长度最小值为,
故选:A.
【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,正确的作出辅助线,得出点E的运动路线是解题的关键.
19.(2022·辽宁鞍山·二模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图像与x轴交于A、C两点,与x轴交于点,若P是x轴上一动点,点D的坐标为,连接PD,则的最小值是( )
A.4B.C.D.
【答案】A
【分析】过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H,根据,求出的最小值即可解决问题.
【详解】解:连接BC,过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.
∵二次函数的图像与x轴交于点,
∴b=2,
∴二次函数的解析式为,令y=0,-x2+2x+3=0,
解得x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),
令x=0,y=3,
∴B(0,3),
∴OB=OC=3,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵D(0,-1),
∴OD=1,BD=4,
∵DH⊥BC,
∴∠DHB=90°,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵PJ⊥CB,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴DP+PJ的最小值为,
∴的最小值为4.
故选:A.
【点睛】
本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,得到∠OBC=∠OCB=45°,是解题的关键.
20.(2022·山东泰安·中考真题)如图,四边形为矩形,,.点P是线段上一动点,点M为线段上一点.,则的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】证明,得出点M在O点为圆心,以AO为半径的圆上,从而计算出答案.
【详解】设AD的中点为O,以O点为圆心,AO为半径画圆
∵四边形为矩形
∴
∵
∴
∴
∴点M在O点为圆心,以AO为半径的圆上
连接OB交圆O与点N
∵点B为圆O外一点
∴当直线BM过圆心O时,BM最短
∵,
∴
∴
∵
故选:D.
【点睛】本题考查直角三角形、圆的性质,解题的关键是熟练掌握直角三角形和圆的相关知识.
21.(2022·广东梅州·一模)如图,在Rt和Rt中,,,AB=AE=5.连接BD,CE,将△绕点A旋转一周,在旋转的过程中当最大时,△ACE的面积为( ).
A.6B.C.9D.
【答案】A
【分析】先分析出D的轨迹为以A为圆心AD的长为半径的圆,当BD与该圆相切时,∠DBA最大,过C作CF⊥AE于F,由勾股定理及三角函数计算出BD、CF的长,代入面积公式求解即可.
【详解】解:由题意知,D点轨迹为以A为圆心AD的长为半径的圆,
当BD与D点的轨迹圆相切时,∠DBA取最大值,此时∠BDA=90°,如图所示,
过C作CF⊥AE于F,
∵∠DAE=90°,∠BAC=90°,
∴∠CAF=∠BAD,
在Rt△ABD中,由勾股定理得:BD=,
∴由sin∠CAF=sin∠BAD得:
,
即,
解得:CF=,
∴此时三角形ACE的面积==6,
故选:A.
【点睛】本题考查了旋转的性质、锐角三角函数、勾股定理等知识点.此题综合性较强,解题关键是利用D的轨迹圆确定出∠DBA取最大值时的位置.
22.(2022·山东济南·一模)正方形ABCD中,AB=4,点E、F分别是CD、BC边上的动点,且始终满足DE=CF,DF、AE相交于点G.以AG为斜边在AG下方作等腰直角△AHG使得∠AHG=90°,连接BH.则BH的最小值为( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】首先证明,从而,再根据,可求,可知点H的运动轨迹为以点M 为圆心,MH为半径的圆,从而可求BH最小值.
【详解】解:如图,取AD中点O,连接OG,以AO为斜边作等腰直角三角形AOM,
则,
在和中,
,
∴(SAS),
∴,
∵,
∴,
∴,
是直角三角形,
∴,
∵为等腰直角三角形,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴点H的运动轨迹为以点M 为圆心,MH为半径的圆,
如图,连接BM,交圆M于,过点M作于点P,
∵,,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∵,
∴AP=MP==1,
∴BP=4-1=3,
在中,,
∴.
∴BH的最小值为.
故选:C.
【点睛】本题考查了最短路径问题,解题的关键是准确构造辅助线,利用三角形相似以及点和圆的知识解决.
23.(2022·安徽蚌埠·一模)如图,中,,,,P是内部的一个动点,满足,则线段CP长的最小值为( )
A.B.2C.D.
【答案】D
【分析】结合题意推导得,取AB的中点O,以点O为圆心,为直径作圆,连接OP;根据直角三角形斜边中线的性质,得;根据圆的对称性,得点P在以AB为直径的上,根据两点之间直线段最短的性质,得当点O、点P、点C三点共线时,PC最小;根据勾股定理的性质计算得,通过线段和差计算即可得到答案.
【详解】,
,
,
,
,
取AB的中点O,以点O为圆心,为直径作圆,连接OP,
点P在以AB为直径的上,连接OC交于点P,
当点O、点P、点C三点共线时,PC最小
在中,
,,,
,
最小值为
故选:D.
【点睛】本题考查了两点之间直线段最短、圆、勾股定理、直角三角形斜边中线的知识;解题的关键是熟练掌握圆的对称性、两点之间直线段最短、直角三角形斜边中线的性质,从而完成求解.
24.(21-22九年级上·江苏苏州·阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣2x+c的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B(0,﹣3),若P是x轴上一动点,点D(0,1)在y轴上,连接PD,则PD+PC的最小值是( )
A.4B.2+2C.2D.
【答案】A
【分析】过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.根据,求出的最小值即可解决问题.
【详解】解:过点P作PJ⊥BC于J,过点D作DH⊥BC于H.
∵二次函数y=x2﹣2x+c的图象与y轴交于点B(0,﹣3),
∴c=﹣3,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3,令y=0,x2﹣2x﹣3=0,
解得x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(0,-3),
∴OB=OC=3,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∵D(0,1),
∴OD=1,BD=4,
∵DH⊥BC,
∴∠DHB=90°,
设,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵PJ⊥CB,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴DP+PJ的最小值为,
∴的最小值为4.
故选:A.
【点睛】本题考查了二次函数的相关性质,以及等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题.
25.(2021九年级·全国·专题练习)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C为圆心、3为半径作⊙C,P为⊙C上一动点,连接AP、BP,则AP+BP的最小值为( )
A.7B.5C.D.
【答案】B
【详解】思路引领:如图,在CA上截取CM,使得CM=1,连接PM,PC,BM.利用相似三角形的性质证明MPPA,可得AP+BP=PM+PB≥BM,利用勾股定理求出BM即可解决问题.
答案详解:如图,在CA上截取CM,使得CM=1,连接PM,PC,BM.
∵PC=3,CM=1,CA=9,
∴PC2=CM•CA,
∴,
∵∠PCM=∠ACP,
∴△PCM∽△ACP,
∴,
∴PMPA,
∴AP+BP=PM+PB,
∵PM+PB≥BM,
在Rt△BCM中,∵∠BCM=90°,CM=1,BC=7,
∴BM5,
∴AP+BP≥5,
∴AP+BP的最小值为5.
故选:B.
二、填空题
26.(2020·江苏常州·一模)如图,在中,点A、点B在上,,,点C在OA上,且,点D是的中点,点M是劣弧AB上的动点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查相似三角形的判定和性质,勾股定理,两点之间线段最短,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题.延长到T,使得,连接,.利用相似三角形的性质证明,求的最小值问题转化为求的最小值.利用两点之间线段最短得到,利用勾股定理求出即可解题.
【详解】解:延长到T,使得,连接,.
,
,
点D是的中点,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
又在中,,,
,
,
的最小值为,
故答案为:.
27.(2020·山东东营·三模)如图,正方形的边长为8,M在上,且,N是上一动点,则的最小值为
【答案】10
【分析】本题考查了轴对称的应用,正方形的性质,勾股定理,解答本题的关键是根据轴对称的性质作出图形得到的最小值即为线段的长.连结,,,根据轴对称的性质,得到,的最小值即的最小值,即为线段的长,再根据勾股定理,即可求得的长,即得答案.
【详解】连结,,,
正方形是轴对称图形,点B与点D是以直线为对称轴的对称点,
直线即为的垂直平分线,
,
,
当点N在与的交点P处,取得最小值,最小值为的长,
正方形的边长为8,且,
,,,
,
的最小值为10.
故答案为:10.
28.(2024九年级·全国·竞赛)如图,在中,直径,位于点两侧且垂直于直径的两条弦长分别为,,若点为直径上任意一点,则的最小值为 .
【答案】
【分析】根据垂径定理可得,,根据两点之间线段最短,的长度即为所求,在中应用勾股定理,即可求解,本题考查了垂径定理,两点之间线段最短,已知弦长半径求弦心距,勾股定理,解题的关键是:找到的等长线段.
【详解】解:连接,交于点,过点作的垂线,垂足为点,
,是直径,
垂直平分弦,
,
的最小值,
弦心距,
弦心距,
,,
,
故答案为:.
29.(2022九年级上·浙江·专题练习)如图所示,,半径为的圆内切于.为圆上一动点,过点作、分别垂直于的两边,垂足为、,则的取值范围为 .
【答案】
【分析】本题考查了切线的性质,解直角三角形;方法一,,作,,确定的最大值和最小值.方法二,延长交于点,求得,得到,,当与相切时,取得最大和最小,据此求解即可.
【详解】解:方法一,作于,作于,
,,
,
,
,
,
,
,
当与相切时,取得最大和最小,
如图,
连接,,,
可得:四边形是正方形,
,
在中,
,
,
在中,
,
,
,
如图,
由上知:,,
,
,
,
.
故答案为:.
方法二:延长交于点,
∵,,、分别垂直于的两边,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当与相切时,取得最大和最小,
连接,作,
可得:四边形是正方形,
,
在中,,,
,
∴的最大值为,
同理,的最小值为.
.
故答案为:.
30.(23-24九年级上·贵州六盘水·阶段练习)如图,正方形中,点P是上一点,若,,则的最小值是 .
【答案】
【分析】连接,在上取一点,使,连接,,结合全等三角形的性质,可得,可确定的最小值是的长,再求出的长即可.
【详解】解:连接,在上取一点,使,连接,,过点作于点,
∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值是的长.
在中,,,即为等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
在中,
由勾股定理,得,
∴的最小值是.
故答案为:.
【点睛】本题考查最短路线问题,解题中涉及正方形的性质,全等三角形,勾股定理,等腰直角三角形的性质,根据“将军饮马问题”利用轴对称将问题转化为用一条线段的长表示的最小值是解题的关键.
31.(22-23九年级下·江苏宿迁·阶段练习)如图,矩形,,,E为中点,F为直线上动点,B、G关于对称,连接,点P为平面上的动点,满足,则的最小值 .
【答案】
【分析】由题意可知,,可得,可知点在以为弦,圆周角的圆上,(要使最小,则点要靠近蒂点,即点在的右侧),设圆心为,连接,,,,,过点作,可知为等腰直角三角形,求得,,,,再由三角形三边关系可得:,当点在线段上时去等号,即可求得的最小值.
【详解】解:∵B、G关于对称,
∴,且
∵E为中点,则为的中位线,
∴,
∴,
∵,即,
∴点在以为弦,圆周角的圆上,(要使最小,则点要靠近蒂点,即点在的右侧)
设圆心为,连接,,,,,过点作,
则,
∵,
∴,则为等腰直角三角形,
∴,
又∵为中点,
∴,,
又∵四边形是矩形,
∴,,
∴四边形是正方形,
∴,,
∴,
由三角形三边关系可得:,当点在线段上时去等号,
∴的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查轴对称的性质,矩形的性质,隐形圆,三角形三边关系,正方形的判定及性质,等腰直角三角形的判定及性质,根据得知点在以为弦,圆周角的圆上是解决问题的关键.
32.(2022·湖南湘潭·模拟预测)如图,菱形草地中,沿对角线修建60米和80米两条道路,M、N分别是草地边、的中点,在线段BD上有一个流动饮水点,若要使的距离最短,则最短距离是 米.
【答案】50
【分析】作关于的对称点,连接,交于,连接,当点与重合时,的值最小,根据菱形的性质和勾股定理求出长,即可得出答案.
【详解】解:作关于的对称点,连接,交于,连接,
当点与重合时,的值最小,
四边形是菱形,
,,
即在上,
,
,
为中点,
为中点,
为中点,四边形是菱形,
,,
四边形是平行四边形,
,
设与的交点为点,
四边形是菱形,
,米,米,
米,
的最小值是50米.
故答案为:50.
【点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,平行四边形的性质和判定,菱形的性质,勾股定理的应用,解此题的关键是能根据轴对称找出的位置.
33.(22-23九年级上·广东广州·期末)如图,四边形中,,,,,点是四边形内的一个动点,满足,则面积的最小值为 .
【答案】
【分析】取的中点,连接,过点作交的延长线于点,过点作于,交于,则,通过计算得出当三点共线时,有最小值,求出最小值即可.
【详解】解:如图,
取的中点,连接,过点作交的延长线于点,过点作于,交于,则,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
四边形为等腰梯形,
,
,,,
,
点在以点为圆心,2为半径的圆上,
,
,
,
,,
,
,
,,,
,
当三点共线时,有最小值,
面积的最小值为.
【点睛】本题考查了解直角三角形、隐圆、直角三角形的性质等知识点,点位置的确定是解题关键.
34.(22-23八年级上·湖南长沙·期末)如图,在等边中,于,.点分别为上的两个定点且,点为线段上一动点,连接,则的最小值为 .
【答案】
【分析】如图所示,作点关于的对称点,且点在上,则,当在同一条直线上时,有最小值,证明四边形是平行四边形,,由此即可求解.
【详解】解:如图所示,作点关于的对称点,
∵是等边三角形,,
∴,
∴点在上,
∴,则,当在同一条直线上时,有最小值,
∵点关于的对称点,,
∴,,
∴,
∴是等边三角形,即,
∴,且,
∴四边形是平行四边形,
∴,
在中,,,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查动点与等边三角形,对称—最短路径,平行四边形的判定和性质的综合,理解并掌握等边三角形得性质,对称—最短路径的计算方法,平行四边形的判定和性质是解题的关键.
35.(22-23九年级上·山东菏泽·阶段练习)如图,在周长为的菱形中,,,若为对角线上一动点,则的最小值为 .
【答案】3
【分析】作点关于的对称点,连接交于点,则,由两点之间线段最短可知当、、在一条直线上时,有最小值,然后求得的长度即可.
【详解】解:作点关于的对称点,则,连接交于点.
.
由两点之间线段最短可知:当、、在一条直线上时,的值最小,此时.
四边形为菱形,周长为,
,,
,,
,
四边形是平行四边形,
.
的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查的是菱形的性质、轴对称--路径最短问题,明确当、、在一条直线上时有最小值是解题的关键.
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