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2025年中考数学几何模型归纳训练(全国通用)专题32最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型(原卷版+解析)
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这是一份2025年中考数学几何模型归纳训练(全国通用)专题32最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型(原卷版+解析),共47页。
TOC \ "1-4" \h \z \u \l "_Tc31678" PAGEREF _Tc31678 \h 2
\l "_Tc18721" 模型1.将军遛马模型 PAGEREF _Tc18721 \h 2
\l "_Tc14899" 模型2.将军造桥(过桥)模型 PAGEREF _Tc14899 \h 6
\l "_Tc5882" PAGEREF _Tc5882 \h 12
模型1.将军遛马模型
将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1);点A、B在直线m同侧 (图1-2);
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2023·陕西·模拟预测)如图,菱形ABCD的边长为3,∠BAD=60°,点E、F在对角线AC上(点E在点F的左侧),且EF=1,则DE+BF最小值为________
例2.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
A.B.3C.D.
例3.(2024·河北邯郸·三模)如图,在边长为1的菱形中,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,,则的最小值为( )
A.1B.C.D.2
例4.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在正方形中,,是对角线上两点点靠近点,且,当的最小值为时,的长为 .
模型2.将军造桥(过桥)模型
将军造桥(过桥)模型:已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2-1 图2-2
将军造桥(过桥)模型:如图2-2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
例1.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.
例2.(2023·江苏苏州·校考二模)如图,在中,.如果在三角形内部有一条动线段,且,则的最小值为________.
例3.(2024·陕西西安·二模)如图1,正方形的边长为4,点是对角线上两动点,且,将点沿的方向平移2个单位得到点,连接、.
(1)①四边形的形状为_____________;
②连接、,当点,,共线时,的值为_____________.
(2)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在支流1的左上方有一村庄,支流2的右下方有一开发区,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1和支流2上分别修建一座桥梁、(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄到开发区理论上的最短路程吗?(即和的最小值).经测量,、两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为米、250米,且与线段所夹的锐角分别为、.
1.(2023安徽中考学二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
A.4B.4+C.2+2D.6
2.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2B.1+3C.3+D.
3.(2024·四川泸州·一模)如图,在直角坐标系中,,,C是的中点,点D在第二象限,且四边形为矩形,P是上一个动点,过点P作于H,Q是点B关于点A的对称点,则的最小值为 .
4.(2022·四川自贡·中考真题)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____________.
5.(2023上·江苏盐城·九年级校联考阶段练习)如图,正方形内接于⊙O,线段在对角线上运动,若⊙O的周长为,,则周长的最小值是 .
6.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为的正方形中将沿射线平移,得到,连接、.求的最小值为______.
7.(2024·江苏扬州·一模)如图,在矩形中,点E、F是对角线上的两点,,,点G是边的中点.当取最小值时,的值为 .
8.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,矩形中,,,是边上一动点,过点作对角线的垂线,分别交于点、交直线于点,则点在运动过程中,的最小值是 .
9.(2024·广东广州·三模)如图,正方形内接于,线段在对角线上运动,若的面积为,,则(1)的直径长为 ;(2)周长的最小值是 .
10.(2024·吉林长春·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,与轴的一个交点为点,点在抛物线对称轴左侧,线段CD在对称轴上,,则四边形周长的最小值为 .
11.(2024·江苏苏州·二模)如图,等边的边长为3,点D在边上,,线段在边上运动,,有下列结论:①与可能相等;②与可能相似;③四边形面积的最大值为;④四边形周长的最小值为,其中,正确结论的序号为 .
12.(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,在正方形中,对角线与交于点,,是的中点,是对角线上的一条动线段,若的最大值为,则的长为 .
13.(2024·江苏连云港·二模)如图,正方形的边长为4,E是的中点,P是上的动点,过点P作,分别交,于点F,G.当取最小值时,则的长是 .
14.(2024·四川广安·二模)如图,是直线上长度固定为1的一条动线段.已知点,,则的最小值为 .
15.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在正方形中,,是对角线上两点点靠近点,且,当的最小值为时,的长为 .
16.(23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,平面直角坐标系中,点A是直线上一动点,将点A向右平移1个单位得到点B,点,则的最小值为 ,此时点B坐标为 .
17.(2024·陕西西安·二模)如图,在平面直角坐标系中,点,,,将线段沿x轴向右平移得到,连接,,则的最小值为 .
18.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.(3)问题解决:如图③,在矩形中,.E、F分别在上,且满足,.若边长为10的正方形在线段上运动,连接,当取值最小时,求的长.
19.(2023.山东中考二模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),经过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;(2)连接AC、BC,N为抛物线上的点且在第四象限,当S△NBC=S△ABC时,求N点的坐标;(3)在(2)问的条件下,过点C作直线l∥x轴,动点P(m,3)在直线l上,动点Q(m,0)在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,PM+PQ+QN最小,并求出PM+PQ+QN的最小值.
20.(2023·黑龙江·九年级校考期中)问题背景(1)如图(1),在公路的一侧有,两个工厂,,到公路的垂直距离分别为和,,之间的水平距离为.现需把厂的产品先运送到公路上然后再转送到厂,则最短路线的长是_____.
问题探究(2)如图(2),和是腰长为2的两个全等的等腰直角三角形,,点,重合,点,重合,将沿直线平移,得到,连接,.试探究在平移过程中,是否存在最小值.若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
问题解决(3)如图(3),A,B分别是河岸m一侧的两个旅游景点,它们到河岸的垂直距离分别是和,,的水平距离是.游客在景点游览完后,乘坐大巴先到河岸上的码头甲处,改乘游轮沿河航行到达码头乙,再乘坐大巴到达景点.请问码头甲,乙建在何处才能使从到的旅游路线最短,并求出最短路线的长.
专题32 最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造桥)再也不是问题!
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\l "_Tc18721" 模型1.将军遛马模型 PAGEREF _Tc18721 \h 2
\l "_Tc14899" 模型2.将军造桥(过桥)模型 PAGEREF _Tc14899 \h 6
\l "_Tc5882" PAGEREF _Tc5882 \h 12
模型1.将军遛马模型
将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1);点A、B在直线m同侧 (图1-2);
图1-1 图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1 图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2023·陕西·模拟预测)如图,菱形ABCD的边长为3,∠BAD=60°,点E、F在对角线AC上(点E在点F的左侧),且EF=1,则DE+BF最小值为________
【答案】
【分析】作DMAC,使得DM=EF=1,连接BM交AC于F,由四边形DEFM是平行四边形,推出DE=FM,推出DE+BF=FM+FB=BM,根据两点之间线段最短可知,此时DE+FB最短,由四边形ABCD是菱形,在Rt△BDM中,根据勾股定理计算即可.
【详解】解:如图,作DMAC,使得DM=EF=1,连接BM交AC于F,
∵DM=EF,DMEF,∴四边形DEFM是平行四边形,∴DE=FM,∴DE+BF=FM+FB=BM,
根据两点之间线段最短可知,此时DE+FB最短,∵四边形ABCD是菱形,AB=3,∠BAD=60°
∴AD=AB,∴△ABD是等边三角形,∴BD=AB=3,
∵BD⊥AC,DM∥AC,∴BD⊥DM,在Rt△BDM中,BM==
∴DE+BF的最小值为.故答案为.
【点睛】本题考查菱形的性质、平行四边形的判定和性质、两点之间线段最短、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,把问题转化为两点之间线段最短解决,属于中考填空题中的压轴题.
例21.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形中,点E、F是对角线上的两个动点,且始终保持,连接、,则的最小值为( )
A.B.3C.D.
【答案】B
【分析】过点作使,易得四边形为平行四边形,得到,进而得到,得到三点共线时,有最小值即为的长,利用勾股定理进行求解即可.
【详解】解:过点作使,则:四边形为平行四边形,
∴,∴,∴当三点共线时,有最小值即为的长,
∵四边形为正方形,∴,,,
∴,,∴,即:的最小值为3.故选B.
【点睛】本题考查正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是构造平行四边形,进行线段的转化.
例3.(2024·河北邯郸·三模)如图,在边长为1的菱形中,,将沿射线的方向平移得到,分别连接,,,则的最小值为( )
A.1B.C.D.2
【答案】C
【分析】根据菱形的性质得到,,根据平移的性质得到,,推出四边形是平行四边形,得到,于是得到的最小值的最小值,根据平移的性质得到点在过点且平行于的定直线上,作点关于定直线的对称点,连接交定直线于,则的长度即为的最小值,求得,得到,于是得到结论
【详解】解:在边长为1的菱形中,,,,
将沿射线的方向平移得到,,,
四边形是菱形,,,,
,,四边形是平行四边形,
,的最小值的最小值,
点在过点且平行于的定直线上,
作点关于定直线的对称点,连接交定直线于,则的长度即为的最小值,
在中,,,
,,,,
,,作,
过点D作垂足为G
在中,
.故选:.
【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,菱形的性质,矩形的判定和性质,解直角三角形,平移的性质,求得的最小值的最小值是解题的关键.
例4.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在正方形中,,是对角线上两点点靠近点,且,当的最小值为时,的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质与判定,线段和的最值问题,勾股定理;平移至,则,连接,得出四边形是平行四边形,则,,根据题意可得,在中,勾股定理求得,进而即可求解.
【详解】解:如图所示,平移至,则,连接,
∴四边形是平行四边形,∴,,∵,∴
∵在正方形中,,是对角线上两点
∴∴
在中,
∴故答案为:.
模型2.将军造桥(过桥)模型
将军造桥(过桥)模型:已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2-1 图2-2
将军造桥(过桥)模型:如图2-2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN ∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
例1.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,中,,,,,;垂足分别为点F和E.点G和H分别是和上的动点,,那么的最小值为______.
【答案】
【分析】过点E作交于点I,连接.易求出,,.易证四边形为平行四边形,得出,即说明当最小时,最小.由当点I,H,C三点共线时,最小.结合平行四边形的判定和性质和勾股定理求出,即得出,即可得出答案.
【详解】解:如图,过点E作交于点I,连接.
∵中,,,∴,∴,
∴,.∵,,∴.
∵,∴四边形为平行四边形,∴.同理可得出.
∵,,∴四边形为平行四边形,
∴,∴四边形为平行四边形,
∴,∴,∴当最小时,最小.
∵当点I,H,C三点共线时,最小,∴此时最小,如图,
∵,∴.∵∴四边形为平行四边形,∴,,
∵,,∴,∴,∴,
∴的最小值为. 故答案为:.
【点睛】本题考查平行四边形的性质和判定,含30度角的直角三角形,勾股定理,平行线的判定,两点之间线段最短等知识.正确作出辅助线,理解当点I,H,C三点共线时,最小,即此时
最小是解题关键.
例2.(2023·江苏苏州·校考二模)如图,在中,.如果在三角形内部有一条动线段,且,则的最小值为________.
【答案】
【分析】在上取一点,使得,连接,如图所示,首先证明,将绕点顺时针旋转得到,连接,过点作交的延长线于,证明,求出可得结论.
【详解】解:在上取一点,使得,连接,如图所示:
,,四边形是平行四边形,,,
将绕点顺时针旋转得到,连接,过点作交的延长线于,如图所示:
,,是等边三角形,,,
,,,,
,,,
,,,,,,
,,
,的最小值为,故答案为:.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,旋转变换,两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会利用旋转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
例3.(2024·陕西西安·二模)如图1,正方形的边长为4,点是对角线上两动点,且,将点沿的方向平移2个单位得到点,连接、.
(1)①四边形的形状为_____________;
②连接、,当点,,共线时,的值为_____________.
(2)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在支流1的左上方有一村庄,支流2的右下方有一开发区,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1和支流2上分别修建一座桥梁、(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄到开发区理论上的最短路程吗?(即和的最小值).经测量,、两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为米、250米,且与线段所夹的锐角分别为、.
【答案】(1)①平行四边形;②6.(2)米
【分析】本题主要考查了正方形的性质,平行四边形的性质与判定,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,平移的性质:
(1)①根据平行的性质得到,据此可证明四边形是平行四边形;②由正方形的性质得到,,由勾股定理得,由平行线的性质得到,则,由勾股定理得到,再由正方形的性质和平行四边形的性质得到,,则;
(2)如图所示,将点A沿着垂直于支流1的河岸的方向平移米得到,连接,将点B沿着垂直于支流2的河岸的方向平移米得到,连接,则四边形和四边形都是平行四边形,可得,则当四点共线时,最小,即此时最小;如图所示, 分别延长交于H,则,进而得到,则米,米,进一步得到米,米,则米, 即可得到的最小值为米.
【详解】(1)解:①由平行的性质可得,
∴四边形是平行四边形,故答案为:平行四边形;
②∵四边形是正方形,∴,,
∴,
∵,∴,∴,∴,
由正方形的对称性可得,由平行四边形的性质可得,
∴,故答案为:6;
(2)解:如图所示,将点A沿着垂直于支流1的河岸的方向平移米得到,连接,将点B沿着垂直于支流2的河岸的方向平移米得到,连接,
∴四边形和四边形都是平行四边形,∴,
∴,
∴当四点共线时,最小,即此时最小;
如图所示, 分别延长交于H,
∵支流1和支流2与线段所夹的锐角分别为、,
∴,∴,∴米,
∴米,∴米,米,
∴米, ∴的最小值为米.
1.(2023安徽中考学二模)如图,菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,且EF=2,连接AE、AF,则△AEF周长的最小值是( )
A.4B.4+C.2+2D.6
【答案】D
【分析】作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,进而得出△AEF周长的最小值即可.
【详解】解:如图作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,即△AEF的周长最小.
∵AH=EF,AH∥EF,∴四边形EFHA是平行四边形,∴EA=FH,∵FA=FC,∴AE+AF=FH+CF=CH,
∵菱形ABCD的边长为2,∠ABC=60°,∴AC=AB=2,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∵AH∥DB,∴AC⊥AH,∴∠CAH=90°,
在Rt△CAH中,CH= ∴AE+AF的最小值4,
∴△AEF的周长的最小值=4+2=6,故选:D.
【点睛】本题考查菱形的性质与动点问题最小值,构造辅助线转化相关的线段是解题关键.
2.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为( )
A.2B.1+3C.3+D.
【答案】A
【分析】作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN;根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短,此时AM+BN=AB′.
【详解】解:如图,作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN.
根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.
∵AB=10千米,BC=1+3+4=8千米,∴在RT△ABC中,,
在RT△AB′C中,B′C=1+3=4千米,∴AB′=千米;故选A.
【点睛】本题考查了轴对称—最短路径问题,要利用“两点之间线段最短”,但许多实际问题没这么简单,需要我们将一些线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成两点之间线段最短的问题.目前,往往利用对称性、平行四边形的相关知识进行转化.
3.(2024·四川泸州·一模)如图,在直角坐标系中,,,C是的中点,点D在第二象限,且四边形为矩形,P是上一个动点,过点P作于H,Q是点B关于点A的对称点,则的最小值为 .
【答案】6
【分析】本题考查了一次函数点的坐标的求法、三角形面积的求法和三点共线及最值,综合性强,是中考常见题型.连接,根据、的坐标先确定和的长,证明四边形是矩形,得,再证明四边形是平行四边形,则,在中,是定值,所以只要的值最小就可以,当、、在同一直线上时,的值最小,利用平行四边形的性质求出即可.
【详解】解:如图,连接,,,,,
是的中点,,,四边形是矩形,,
,四边形是平行四边形,,,
要使的值最小,只需、、三点共线即可,
点是点关于点的对称点,,又点,根据勾股定理可得,
此时,,即的最小值,6;故答案为:6
4.(2022·四川自贡·中考真题)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____________.
【答案】
【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.
【详解】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:
【点睛】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.
5.(2023上·江苏盐城·九年级校联考阶段练习)如图,正方形内接于⊙O,线段在对角线上运动,若⊙O的周长为,,则周长的最小值是 .
【答案】/
【分析】过点作,令;可推出四边形为平行四边形,有;根据可知当时,周长有最小值.
【详解】解:过点作,令
∵⊙O的周长为,∴⊙O的半径为∴
∵且∴四边形为平行四边形
∴ 由正方形的对称性可得:∴
∴故:当时,周长有最小值
此时:∴周长的最小值是故答案为:
【点睛】本题考查了正方形的性质、平行四边形的判定与性质等.推出当时,周长有最小值是解题关键.
6.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为的正方形中将沿射线平移,得到,连接、.求的最小值为______.
【答案】
【分析】将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,证出四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,根据平行四边形的性质和平移图形的性质,可得C′E=CE,CG=DE,可得EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,由勾股定理求出C′D的值即为EC+GC的最小值.
【详解】如图,将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,
∵AB∥GE∥DC且AB=GE=DC,∴四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,
∴AE∥BG,CG=DE,∴AE⊥CC′,由作图易得,点C与点C′关于AE对称,C′E=CE,
又∵CG=DE,∴EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,
此时,在Rt△C′D′E中,C′B′=4,B′D=4+4=8, C′D=,
即EC+GC的最小值为,故答案为:.
【点睛】本题考查正方形的性质、图形的对称性、线段最短和平行四边形的性质与判定,解题的关键是将两条线段的和转化为同一条线段求解.
7.(2024·江苏扬州·一模)如图,在矩形中,点E、F是对角线上的两点,,,点G是边的中点.当取最小值时,的值为 .
【答案】2
【分析】取的中点,连接.根据点是边上的中点,则,推出四边形是平行四边形,所以,因此,当、、三点在同一直线上时,最小,即,由,推出,代入计算得出答案.
【详解】解:如图,取的中点,连接.
∵点是边上的中点,∴是的中位线,∴.
∵是矩形,,∴,,∴,∴,
∵,∴,∴四边形是平行四边形(一组对边平行且相等的四边形是平行四边形),
∴,∴,∴当、、三点在同一直线上时,最小,
∵,,∴,∴,
∴,∴,故答案为:2.
【点睛】本题考查了矩形的性质,轴对称,三角形中位线,平行四边形的性质和判定,直角三角形的性质,相似三角形的判定与性质,综合性较强,难度适中,证明是解题的关键.
8.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,矩形中,,,是边上一动点,过点作对角线的垂线,分别交于点、交直线于点,则点在运动过程中,的最小值是 .
【答案】/
【分析】过点作交于,过点作,使,连接,,推出的最小值为的长度,为定值,再分别求出、的长度即可.
【详解】解:过点作交于,过点作,使,连接,,如下图,
∴四边形是平行四边形,∴,,∴,
即取最小值为的长度,∵四边形是矩形,,,
∴,,,,,
∴,∵,,
∴四边形是平行四边形,∴,∴,
∵,∴,,∴,
∴,∴,
又∵,∴,∴,即,解得,
∴,∴,
∵,∴,即的最小值为.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质、平行四边形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理、三角形三边关系等知识,正确作出辅助线,综合运用相关知识是解题关键.
9.(2024·广东广州·三模)如图,正方形内接于,线段在对角线上运动,若的面积为,,则(1)的直径长为 ;(2)周长的最小值是 .
【答案】 4
【分析】(1)根据正方形内接于,得到是,根据,解得(舍去),解得即可.
(2)根据正方形的性质,得到点A与点C是对称点,连接,交于点O,连接,则,过点C作,连接,则四边形是平行四边形,继而得到,继而得到,结合,故当三点共线时,取得最小值,得到周长的最小值.
【详解】(1)∵正方形内接于,∴是的直径,∴,
解得(舍去),故答案为:.
(2)根据正方形的性质,得到点A与点C是对称点,,
连接,交于点O,连接,则,
过点C作,连接,则四边形是平行四边形,
∴,∴,∵,
故当三点共线时,取得最小值,得到周长的最小值.
∵,∴,∴,
故周长的最小值为4.故答案为:4.
【点睛】本题考查了正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理,三角形不等式的应用,圆的性质,熟练掌握平行四边形的判定和性质,勾股定理,三角形三边关系的应用是解题的关键.
10.(2024·吉林长春·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,与轴的一个交点为点,点在抛物线对称轴左侧,线段CD在对称轴上,,则四边形周长的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数的几何综合,平行四边形的判定与性质,勾股定理,两点之间线段最短,正确掌握相关性质内容是解题的关键.先得点的坐标和再证明四边形是平行四边形,得出,结合两点之间线段最短,故四边形的周长是,运用两点距离公式列式计算,得出,代入计算即可作答.
【详解】解:∵抛物线与轴交于点,与轴的一个交点为点,
∴当时,∴点的坐标是,当时,则,∴,
设抛物线与轴的另外一个交点为M,∴∴对称轴;则
过点M作轴,且,
∵轴,线段CD在对称轴上,∴
∵∴四边形是平行四边形∴
连接与对称轴相交于一点,即为点D的位置,再连接
∵对称轴,线段CD在对称轴上,
∴∴ 此时四边形周长有最小值
即
∵∴则则
∴四边形周长的最小值为故答案为:
11.(2024·江苏苏州·二模)如图,等边的边长为3,点D在边上,,线段在边上运动,,有下列结论:①与可能相等;②与可能相似;③四边形面积的最大值为;④四边形周长的最小值为,其中,正确结论的序号为 .
【答案】②③/③②
【分析】①根据三角形三边之间的关系得,进而得,同理得,即,进而得,由此得与不可能相等.
②假设与相似,设,利用相似三角形对应边成比例,列比例式得出x的值,再与x的取值范围进行比较,即可判断相似是否成立;
③过P作于E,过D作于F,过C点作于G点,利用函数求四边形面积的最大值.设,可表示出,,可用函数表示出,,再根据,依据,即可得到四边形面积的最大值;
④作D点关于直线的对称点,作,且,连接交 于P点,将P点沿射线平移得Q点,连接、、,则可得四边形是平行四边形.进而可得则四边形的周长,此时四边形的周长最小,计算出,根据勾股定理即可求出的值,进而可得四边形周长的最小值,即可得解.
【详解】①在中,,,,即,
当Q点与A点重合时,.
在中,, ,,,,
当P点与B点重合时,.综上,当Q点与A点重合时,;
当P点与B点重合时,;当P、Q不与A、B重合时.
∴与不可能相等,故①错误.
②设,,,,.假设与相似,
,,,整理得,,解得:,,
,∴或1.5都符合题意, ∴与可能相似,故②正确.
③如图,过P作于E,过D作于F,过C点作于G点.
设,则,.
,,.
,,,.
中,,,,
,
,∵S随x的增大而增大,∴当x取最大值2.5时,S的值最大,
,故③正确.
④如图,作D点关于直线的对称点,作,且,连接交 于P点,将P点沿射线平移得Q点,连接、、,
则,,且四边形是平行四边形,,
则四边形的周长 ,
此时四边形的周长最小.连接,
,且,,
,,且,
.在中,,
∴四边形的周长的最小值为,故④错误.故答案为:②③
【点睛】本题综合考查等边三角形的性质、相似三角形的性质与判定、利用函数求最值、动点变化问题等知识.解题关键是熟练掌握数形结合的思想方法,通过用函数求最值、作对称点求最短距离,即可得解.
12.(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,在正方形中,对角线与交于点,,是的中点,是对角线上的一条动线段,若的最大值为,则的长为 .
【答案】1
【分析】本题考查正方形的性质,线段最值问题等知识点,正确作辅助线是解题关键.
过点作的平行线,过点作的平行线,两平行线交于点,取关于的对称点,连接,,,根据三角形两边之查小于第三边即可得到,在中,利用勾股定理即可求得答案.
【详解】解:如图,过点作的平行线,过点作的平行线,两平行线交于点,取关于的对称点,连接,,,
∵,,∴四边形是平行四边形,∴,,
∵关于的对称点是,是的中点,∴是的中点,即
在中,,∴,
当点运动到与点,在一条直线上的时候,即取到最大值,即,
∵,,∴,∴在中,,
∴,∴.故答案为:1.
13.(2024·江苏连云港·二模)如图,正方形的边长为4,E是的中点,P是上的动点,过点P作,分别交,于点F,G.当取最小值时,则的长是 .
【答案】
【分析】根据正方形的性质求得与,再由勾股定理求得;过G作于G,,证明得,再将沿方向平移至,连接,当D、G、H三点共线时,的值最小,此时为等腰直角三角形,得,进而得是等腰直角三角形,再证得出,进而即可得解.
【详解】过G作于M,则,,
∵正方形的边长为4,∴,,
∵E是的中点,∴,∴,
∵,∴,
∴,∴,∴,
将沿方向平移至,连接,则,,,
当D、G、H三点共线时,的值最小,
此时为等腰直角三角形,∴,∴是等腰直角三角形,∴,
∵,,∴,∴,∴,
∴,∴,∴.故答案为:.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质,全等三角形的性质与判定,相似三角形的判定和性质,勾股定理,平移的性质,两点之间线段最短性质,关键是通过平移变换确定取最小值的位置.
14.(2024·四川广安·二模)如图,是直线上长度固定为1的一条动线段.已知点,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了坐标与图形的性质,平行四边形的判定与性质,轴对称最短路线问题.在轴上取点,使,则四边形为平行四边形,作点关于直线的对称点,则,即、、三点共线时,最小值为的长.
【详解】解:如图,在轴上取点,使,则四边形为平行四边形,
∵点,,,,,
作点关于直线的对称点,,,
,即、、三点共线时,最小值为的长,
在中,由勾股定理得,∴的最小值为,故答案为:.
15.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在正方形中,,是对角线上两点点靠近点,且,当的最小值为时,的长为 .
【答案】
【分析】本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质与判定,线段和的最值问题,勾股定理;平移至,则,连接,得出四边形是平行四边形,则,,根据题意可得,在中,勾股定理求得,进而即可求解.
【详解】解:如图所示,平移至,则,连接,
∴四边形是平行四边形,∴,,
∵,∴∵在正方形中,,是对角线上两点
∴∴
在中,∴故答案为:.
16.(23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习)如图,平面直角坐标系中,点A是直线上一动点,将点A向右平移1个单位得到点B,点,则的最小值为 ,此时点B坐标为 .
【答案】
【分析】设,,即将C,O均向左移动一个单位,可证四边形和四边形是平行四边形,得,这样的最值问题转化为最值问题,作D点关于直线的对称点E,连接,由对称性可证的最小值为,即的最小值为,求出一次函数与坐标轴的交点,并求出,,在中,即可取出,由同角的余角相等,可证,由解直角三角形,在中, ,,再由勾股定理即可求出;求出直线的解析式,并与直线联立,求出交点A,由平移即可求出B点坐标;
【详解】如图,设,,作D点关于直线的对称点E,连接交直线于A,连接, 交直线于G,作轴于S,
将点A向右平移1个单位得到点B,,,,轴,
四边形和四边形是平行四边形,,
点D,E关于直线对称,,,,
,的最小值为,
令,得,解得,,,,
令,得,,,在中,,
,,
在中,,,
,,,,
在中,,,
,,在中, ,
设直线的解析式为,把,代入得,
,解得,直线的解析式为,
联立,解得,,.故答案为:,.
【点睛】本题考查了一次函数的性质,轴对称最短路线问题,平行四边形的性质、勾股定理的应用,一次函数与方程的关系,解直角三角形,解题的关键是通过转化思想的运用,证得的最小值为.
17.(2024·陕西西安·二模)如图,在平面直角坐标系中,点,,,将线段沿x轴向右平移得到,连接,,则的最小值为 .
【答案】
【分析】作,且使,连接.作点关于x轴的对称点C'(0,-3),连接交x轴于点W,连接,推出当点在点W处时,最小,最小值是的长,再利用勾股定理求出的长即可.
【详解】解:如图,作且使,连接,
∴四边形是平行四边形,,,
∵点,,∴设点1),∴点.
作点关于x轴的对称点连接,,交x轴于点W,
,∴当点在点W处时,最小,最小值是的长.
,的最小值是故答案为
【点睛】本题考查轴对称-最短路线问题,平面直角坐标系中的平移,平行四边形的判定与性质,勾股定理,能灵活运用平移和轴对称构造将军饮马模型是解题的关键.
18.(2023上·陕西西安·九年级校考阶段练习)(1)问题提出如图①,在中,,点D,E分别是的中点.若点M,N分别是和上的动点,则的最小值是______.
(2)问题探究:如图②,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥(与河床垂直),桥造在何处,才能使从A到B的路径最短.博琳小组针对该问题展开讨论,小旭同学认为:过A作河岸的垂线,使,为河宽,连接,与河的一岸交于点N,此时在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.你认为小旭的说法正确吗?请说明理由.(3)问题解决:如图③,在矩形中,.E、F分别在上,且满足,.若边长为10的正方形在线段上运动,连接,当取值最小时,求的长.
【答案】(1)3;(2)小旭的说法正确,理由见解析;(3)38或14
【分析】(1)连接,过点A作于点F,根据两点之间线段最短,可得当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,再根据直角三角形的性质,即可求解;
(2)根据题意可得四边形为平行四边形,从而得到,再根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,即可求解;
(3)过点N分别作,分别交于点H,G,连接交于点T,过点G作于点X,则,,证明四边形,四边形都是平行四边形, 可得,从而得到当点H,T,G三点共线时,的值最小,此时点N与点T重合,然后证明,可得,可求得的长;过点Q分别作,分别交于点K,L,连接交于点S,当点K,S,L三点共线时,的值最小,此时点N与点S重合,同理可求出的长,即可求解.
【详解】解:(1)如图,连接,过点A作于点F,∴,
当时,最短,此时点N与点F重合,即的最小值为的长,
∵,∴,∴,
∴的最小值为3;故答案为:3
(2)解:小旭的说法正确,理由如下:根据题意得:,,
∴四边形为平行四边形,∴,
根据“两点之间线段最短”,当点,N,B三点共线时,最短,
∵为河宽,∴在点N处建桥,可使从A到B的路径最短.
(3)如图,过点N分别作,分别交于点H,G,连接交于点T,过点G作于点X,则,,
根据题意得:,,
∴四边形,四边形都是平行四边形,
∴,∴,
即当点H,T,G三点共线时,的值最小,此时点N与点T重合,
∵,∴,,,
∵,∴,∴,∴,解得:,
∴;
如图,过点Q分别作,分别交于点K,L,连接交于点S,当点K,S,L三点共线时,的值最小,此时点N与点S重合,同理;
综上所述,当取值最小时,的长为38或14.
【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,两点之间,线段最短,熟练掌握直角三角形的性质,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,利用类比思想解答是解题的关键.
19.(2023.山东中考二模)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),经过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;(2)连接AC、BC,N为抛物线上的点且在第四象限,当S△NBC=S△ABC时,求N点的坐标;(3)在(2)问的条件下,过点C作直线l∥x轴,动点P(m,3)在直线l上,动点Q(m,0)在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,PM+PQ+QN最小,并求出PM+PQ+QN的最小值.
【答案】(1)y=-x2+2x+3,顶点M坐标为(1,4);(2)点N坐标为(4,-5);
(3)当m=时,PM+PQ+QN有最小值,最小值为3+3.
【分析】(1)将点A、B、C坐标代入解析式,解关于a、b、c的方程组可得函数解析式,配方成顶点式即可得点M坐标;(2)设N(t,-t2+2t+3)(t>0),根据点N、C坐标用含t的代数式表示出直线CN解析式,求得CN与x轴的交点D坐标,即可表示BD的长,根据S△NBC=S△ABC,即S△CDB+S△BDN=AB•OC建立关于t的方程,解之可得;(3)将顶点M(1,4)向下平移3个单位得到点M′(1,1),连接M′N交x轴于点Q,连接PQ,此时M′、Q、N三点共线时,PM+PQ+QN=M′Q+PQ+QN取最小值,由点M′、N坐标求得直线M′N的解析式,即可求得点Q的坐标,据此知m的值,过点N作NE∥x轴交MM′延长线于点E,可得M′E=6、NE=3、M′N=3,即M′Q+QN=3,据此知m=时,PM+PQ+QN的最小值为3+3.
【详解】(1)解:∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A(-1,0),B(3,0),C(0,3),
∴,解得:,∴y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,则抛物线的顶点M坐标为(1,4);
(2)解:∵N是抛物线上第四象限的点,∴设N(t,-t2+2t+3)(t>3),
又点C(0,3),设直线NC的解析式为y=k1x+b1,
则,解得:,∴直线NC的解析式为y=(-t+2)x+3,
设直线CN与x轴交于点D,当y=0时,x=,∴D(,0),BD=3-,
∵S△NBC=S△ABC,∴S△CDB+S△BDN=AB•OC,即BD•|yC-yN|= [3-(-1)]×3,
即×(3-)[3-(-t2+2t+3)]=6,整理,得:t2-3t-4=0,解得:t1=4,t2=-1(舍去),
当t=4时,-t2+2t+3=-5,∴点N坐标为(4,-5);
(3)解:将顶点M(1,4)向下平移3个单位得到点M′(1,1),连接M′N交x轴于点Q,连接PQ,
则MM′=3,∵P(m,3)、Q(m,0),∴PQ⊥x轴,且PQ=OC=3,
∴PQ∥MM′,且PQ=MM′,∴四边形MM′QP是平行四边形,∴PM=QM′,
由作图知当M′、Q、N三点共线时,PM+PQ+QN=M′Q+PQ+QN取最小值,
设直线M′N的解析式为y=k2x+b2(k2≠0),
将点M′(1,1)、N(4,-5)代入,得:,解得:,
∴直线M′N的解析式为y=-2x+3,当y=0时,x=,∴Q(,0),即m=,
此时过点N作NE∥x轴交MM′延长线于点E,在Rt△M′EN中,∵M′E=1-(-5)=6,NE=4-1=3,
∴M′N=, ∴M′Q+QN=3,∴当m=时,PM+PQ+QN的最小值为3+3.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合问题,解题的关键是熟练掌握待定系数法求函数解析式、平行四边形的判定与性质、勾股定理及根据两点间线段最短得到点P、Q的位置.
20.(2023·黑龙江·九年级校考期中)问题背景(1)如图(1),在公路的一侧有,两个工厂,,到公路的垂直距离分别为和,,之间的水平距离为.现需把厂的产品先运送到公路上然后再转送到厂,则最短路线的长是_____.
问题探究(2)如图(2),和是腰长为2的两个全等的等腰直角三角形,,点,重合,点,重合,将沿直线平移,得到,连接,.试探究在平移过程中,是否存在最小值.若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
问题解决(3)如图(3),A,B分别是河岸m一侧的两个旅游景点,它们到河岸的垂直距离分别是和,,的水平距离是.游客在景点游览完后,乘坐大巴先到河岸上的码头甲处,改乘游轮沿河航行到达码头乙,再乘坐大巴到达景点.请问码头甲,乙建在何处才能使从到的旅游路线最短,并求出最短路线的长.
【答案】(1)(2)存在,最小值为(3)最短路线长为
【分析】(1)根据最短路径的作法,找出最短路径,再利用矩形的性质,求出和的距离,最后利用勾股定理即可求出最短路径;
(2)根据平移的性质可知四边形和均为平行四边形,再利用最短路径作法得出即为最短距离,最后根据等腰直角三角形的性质和勾股定理即可求出答案;
(3)根据题意画图可知四边形为平行四边形,最后根据勾股定理即可求出答案.
【详解】解:(1) 如图 (1), 点 是公路上的一点, 假设先把产品运送到点 处, 再转送到 厂, 作点 关于 的 对称点, 连接,, 连接 交于点,
则 ,,
当点 与点 重合时, 取得最小值, 为 的长.
连接, 交于点, 过点 作 于点, 过点 作, 垂足为点,
则,四边形 是矩形,
,,
又,,
即最短路线的长是.故答案为:.
(2) 存在.理由如下,如图 (2), 过点 作直线, 作点 关于直线的对称点, 连接 ,,交直线于点, 过点 作交直线 于点, 连接,,, 则.
由平移知,.又 ,四边形 是平行四边形,
,由平移知,
又,四边形 是平行四边形,
当点 与点重合时, 最小, 最小值为 的长.
过点 作 交 的延长线于点, 则 为等腰直角三角形.
,,,
的最小值为.故答案为:存在,最小值为.
(3) 如图 (3),设码头乙为点, 码头甲为点, 连接,,
过点 作, 且, 作点 关于 的对称点, 连接 交于点.
连接, 则.是平行四边形, ,
点 ,N重合时,旅游路线最短.
过点 作直线, 过点 作 于点,
则 ,,,,
.故答案为:最短路线长为.
【点睛】本题考查了轴对称在最短路径问题中的应用,涉及到的知识点有矩形的性质、平行四边形的性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理,解题的关键在于如何利用轴对称找到最短路径.
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