2022年九年级中考复习胡不归和阿氏圆专题
展开这是一份2022年九年级中考复习胡不归和阿氏圆专题,共26页。试卷主要包含了【新知探究】新定义,如图,已知抛物线C,已知抛物线C,如图,直线AB与抛物线l等内容,欢迎下载使用。
2022年胡不归和阿氏圆
一.填空题(共5小题)
1.如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC=4,点E、F分别是边AB、AC的中点,点P是以A为圆心、以AE为半径的圆弧上的动点,则的最小值为 .
2.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=9,BC=4,以点C为圆心,3为半径做⊙C,分别交AC,BC于D,E两点,点P是⊙C上一个动点,则PA+PB的最小值为 .
3.【新知探究】新定义:平面内两定点A,B,所有满足=k(k为定值)的P点形成的图形是圆,我们把这种圆称之为“阿氏圆”
【问题解决】如图,在△ABC中,CB=4,AB=2AC,则△ABC面积的最大值为 .
4.如图,△ABC为等边三角形,BD平分∠ABC,△ABC的面积为,点P为BD上动点,连接AP,则AP+BP的最小值为 .
5.如图,菱形ABCD中,AB=9,∠ABC=60°,点E在AB边上,且BE=2AE,动点P在BC边上,连接PE,将线段PE绕点P顺时针旋转60°至线段PF,连接AF,则线段AF长的最小值为 .
二.解答题(共8小题)
6.如图,抛物线C1的图象与x轴交A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,3),点D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线C1的表达式及点D坐标;
(2)将抛物线C1关于点B对称后的抛物线记为C2,抛物线C2顶点为E,求抛物线C2的表达式及点E坐标;
(3)是否在抛物线C2上存在一点P,在x轴上存在一点Q,使得以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在请求出点P的坐标,若不存在请说明理由.
7.如图,已知抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(3,0)和B(0,3)两点,将这条抛物线的顶点记为P,它的对称轴与x轴的交点记为Q.
(1)求抛物线C的表达式;
(2)求点P的坐标;
(3)将抛物线C沿x轴向右平移d(d>0)个单位,得到抛物线C′,抛物线C′与C交于点M,如果以点P,Q,M为顶点的三角形是直角三角形,求抛物线C′的表达式.
8.已知抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(1,0)和B(0,3)两点,将抛物线的顶点记为M,它的对称轴与x轴的交点记为N.
(1)求抛物线C的表达式;
(2)请直接写出四边形ABMN的面积;
(3)将抛物线C平移到抛物线C',点A的对应点为点A'、点B的对应点为点B′且在x轴上,如果四边形ABB'A'的面积为9,求抛物线C′的表达式.
9.已知抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(1,﹣2)和B(0,﹣7)两点,将这条抛物线的顶点记为M.
(1)求抛物线C的表达式和顶点M的坐标;
(2)将抛物线C向左平移2个单位,再向下平移1个单位后得到抛物线C′,如果点P是x轴上一点,那么在抛物线C或C′上是否存在点Q,使得以点O、M、P、Q为顶点的四边形是平行四边形(OM为一边)?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图,直线AB与抛物线l:y=﹣x2+bx+c分别交于A(0,5),B(5,0)两点,这条抛物线的顶点为C,对称轴与直线AB交于点D.
(1)求抛物线l的函数表达式,并直接写出点C、D的坐标.
(2)将抛物线平移,平移后的抛物线顶点记为C′,对称轴与x轴的交点记为E,如果以C、D、C′、E为顶点的四边形是菱形,那么应将抛物线l怎样平移?为什么?
11.【问题提出】如图①,已知海岛A到海岸公路BD的距离为AB的长度,C为公路BD上的酒店,从海岛A到酒店C,先乘船到登陆点D,船速为a,再乘汽车,车速为船速的n倍,点D选在何处时,所用时间最短?
【特例分析】若n=2,则时间t=+,当a为定值时,问题转化为:在BC上确定一点D,使得+的值最小.如图②,过点C做射线CM,使得∠BCM=30°.
(1)过点D作DE⊥CM,垂足为E,试说明:DE=;
(2)请在图②中画出所用时间最短的登陆点D′.
【问题解决】(3)请你仿照“特例分析”中的相关步骤,解决图①中的问题.(写出具体方案,如相关图形呈现、图形中角所满足的条件、作图的方法等)
【综合运用】(4)如图③,抛物线y=﹣x2+x+3与x轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,E为OB中点,设F为线段BC上一点(不含端点),连接EF.一动点P从E出发,沿线段EF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿着线段FC以每秒个单位的速度运动到C后停止.若点P在整个运动过程中用时最少,请求出最少时间和此时点F的坐标.
12.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=60°,AB=3,D为△ABC内部一动点,满足∠ADB=120°,E为边BC上动点,F为边AC上一动点,求DE+的最小值.
13.问题提出
(1)如图①,在△ABC中,∠A=120°,AB=AC=5,则△ABC的外接圆半径R的值为 .
问题探究
(2)如图②,⊙O的半径为13,弦AB=24,M是AB的中点,P是⊙O上一动点,求PM的最大值.
问题解决
(3)如图③所示,AB、AC、是某新区的三条规划路,其中AB=6km,AC=3km,∠BAC=60°,所对的圆心角为60°,新区管委会想在路边建物资总站点P,在AB,AC路边分别建物资分站点E、F,也就是,分别在、线段AB和AC上选取点P、E、F.由于总站工作人员每天都要将物资在各物资站点间按P→E→F→P的路径进行运输,因此,要在各物资站点之间规划道路PE、EF和FP.为了快捷、环保和节约成本.要使得线段PE、EF、FP之和最短,试求PE+EF+FP的最小值.(各物资站点与所在道路之间的距离、路宽均忽略不计)
2022年胡不归和阿氏圆
参考答案与试题解析
一.填空题(共5小题)
1.如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC=4,点E、F分别是边AB、AC的中点,点P是以A为圆心、以AE为半径的圆弧上的动点,则的最小值为 .
【分析】在AB上截取AQ=1,连接AP,PQ,CQ,证明△APQ∽△ABP,可得PQ=PB,则PB+PC=PC+PQ,当C、Q、P三点共线时,PC+PQ的值最小,求出CQ即为所求.
【解答】解:如图,在AB上截取AQ=1,连接AP,PQ,CQ,
∵点E、F分别是边AB、AC的中点,点P是以A为圆心、以AE为半径的圆弧上的动点,
∴,
∵AP=2,AQ=1,
∴,
∵∠PAQ=∠BAP,
∴△APQ∽△ABP,
∴PQ=PB,
∴PB+PC=PC+PQ≥CQ,
在Rt△ACQ中,AC=4,AQ=1,
∴QB===.,
∴PB+PC的最小值.,
故答案为:.
2.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=9,BC=4,以点C为圆心,3为半径做⊙C,分别交AC,BC于D,E两点,点P是⊙C上一个动点,则PA+PB的最小值为 .
【分析】在AC上截取CQ=1,连接CP,PQ,BQ,证明△ACP∽△PCQ,可得PQ=AP,当B、Q、P三点共线时,PA+PB的值最小,求出BQ即为所求.
【解答】解:在AC上截取CQ=1,连接CP,PQ,BQ,
∵AC=9,CP=3,
∴=,
∵CP=3,CQ=1,
∴=,
∴△ACP∽△PCQ,
∴PQ=AP,
∴PA+PB=PQ+PB≥BQ,
∴当B、Q、P三点共线时,PA+PB的值最小,
在Rt△BCQ中,BC=4,CQ=1,
∴QB=,
∴PA+PB的最小值,
故答案为:.
3.【新知探究】新定义:平面内两定点A,B,所有满足=k(k为定值)的P点形成的图形是圆,我们把这种圆称之为“阿氏圆”
【问题解决】如图,在△ABC中,CB=4,AB=2AC,则△ABC面积的最大值为 .
【分析】以A为顶点,AC为边,在△ABC外部作∠CAP=∠ABC,AP与BC的延长线交于点P,证明△APC∽△BPA,由相似三角形的性质可得BP=2AP,CP=AP,从而求出AP、BP和CP,即可求出点A的运动轨迹,再找出距离BC最远的A点的位置即可求解.
【解答】解:以A为顶点,AC为边,在△ABC外部作∠CAP=∠ABC,AP与BC的延长线交于点P,
∵∠CAP=∠ABC,∠BPA=∠APC,AB=2AC,
∴△APC∽△BPA,
,
∴BP=2AP,CP=AP,
∵BP﹣CP=BC=4,
∴2AP﹣AP=4,解得:AP=,
∴BP=,CP=,即点P为定点,
∴点A的轨迹为以点P为圆心,为半径的圆上,如图,过点P作BC的垂线,交圆P与点A1,此时点A1到BC的距离最大,即△ABC的面积最大,
S△ABC=BC•A1P=×4×=.
故答案为:.
4.如图,△ABC为等边三角形,BD平分∠ABC,△ABC的面积为,点P为BD上动点,连接AP,则AP+BP的最小值为 .
【分析】过A作AF⊥CB于E,过点P作PE⊥BC于E,故PE=BP,故AP+BP=AP+PE≥AF,求出AF即可.
【解答】解:过A作AF⊥CB于E,过点P作PE⊥BC于E,
∵△ABC为等边三角形,BD平分∠ABC,
∴∠DBC=30°,
∴PE=BP,
∴AP+BP=AP+PE≥AF,
∵△ABC的面积为,
∴AC2=,
∴AC=2,
∴BC•AF=,
∴AF=,
∴AP+BP的最小值为.
故答案为:.
5.如图,菱形ABCD中,AB=9,∠ABC=60°,点E在AB边上,且BE=2AE,动点P在BC边上,连接PE,将线段PE绕点P顺时针旋转60°至线段PF,连接AF,则线段AF长的最小值为 3 .
【分析】在BC上取一点G,使得BG=BE,连接EG,EF,作直线FG交AD于T,过点A作AH⊥GF于H.证明∠BGF=120°,推出点F在射线GF上运动,根据垂线段最短可知,当点F与H重合时,AF的值最小,求出AH即可.
【解答】解:在BC上取一点G,使得BG=BE,连接EG,EF,作直线FG交AD于T,过点A作AH⊥GF于H.
∵∠B=60°,BE=BG,
∴△BEG是等边三角形,
∴EB=EG,∠BEG=∠BGE=60°,
∵PE=PF,∠EPF=60°,
∴△EPF是等边三角形,
∴∠PEF=60°,EF=EP,
∵∠BEG=∠PEF,
∴∠BEP=∠GEF,
∴△BEP≌△GEF(SAS),
∴∠EGF=∠B=60°,
∴∠BGF=120°,
∴点F在射线GF上运动,
根据垂线段最短可知,当点F与H重合时,AF的值最小,
∵AB=9,BE=2AE,
∴BE=6,AE=3,
∵∠BEG=∠EGF=60°,
∴GT∥AB,
∵BG∥AT,
∴四边形ABGT是平行四边形,
∴AT=BG=BE=6,∠ATH=∠B=60°,
∴AH=AT•sin60°=3,
∴AF的最小值为3,
故答案为:3.
二.解答题(共8小题)
6.如图,抛物线C1的图象与x轴交A(﹣3,0),B(1,0)两点,与y轴交于点C(0,3),点D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线C1的表达式及点D坐标;
(2)将抛物线C1关于点B对称后的抛物线记为C2,抛物线C2顶点为E,求抛物线C2的表达式及点E坐标;
(3)是否在抛物线C2上存在一点P,在x轴上存在一点Q,使得以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在请求出点P的坐标,若不存在请说明理由.
【分析】(1)由题意可以假设抛物线C1的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),把C(0,3)代入y=a(x+3)(x﹣1),得到a=﹣1可得结论.
(2)求出抛物线C2的顶点E,再根据抛物线C1与抛物线C2的a的值互为相反数即可解决问题.
(3)分两种情形:①DE为平行四边形的边时,点P的纵坐标为8,构建方程求出点P的横坐标即可.②当DE为对角线时,Q′与A重合,P′与K重合,此时P′(5,0).
【解答】解:(1)由题意可以假设抛物线C1的解析式为y=a(x+3)(x﹣1),
把C(0,3)代入y=a(x+3)(x﹣1),得到a=﹣1,
∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,
顶点D(﹣1,4).
(2)∵点D关于点B的对称点E(3,﹣4),
∴抛物线C2的解析式为y=(x﹣3)2﹣4,即y=x2﹣6x+5.
(3)存在.如图,由题意,抛物线C2与x轴的另一个交点K(5,0).
①当DE为平行四边形的边时,可知点P的纵坐标为8,
当y=8时,8=x2﹣6x+5,
解得x=3±2,
∴点P的横坐标为3±2.
②当DE为对角线时,Q′与A重合,P′与K重合,
此时P′(5,0),
综上所述,满足条件的点P的坐标为(3+2,8)或(3﹣2,8)或(5,0).
7.如图,已知抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(3,0)和B(0,3)两点,将这条抛物线的顶点记为P,它的对称轴与x轴的交点记为Q.
(1)求抛物线C的表达式;
(2)求点P的坐标;
(3)将抛物线C沿x轴向右平移d(d>0)个单位,得到抛物线C′,抛物线C′与C交于点M,如果以点P,Q,M为顶点的三角形是直角三角形,求抛物线C′的表达式.
【分析】(1)把A(3,0)和B(0,3)代入y=﹣x2+bx+c解方程即可得到结论;
(2)把二次函数的一般式配方即可得到结论;
(3)根据题意得到抛物线C′的解析式为:y=﹣(x﹣1﹣d)2+4,①当∠PQM=90°时,则点M在x轴上,得到点M的纵坐标为0,于是得到M(3,0),把M(3,0)代入y=﹣(x﹣1﹣d)2+4即可得到结论;②当∠PMQ=90°,取PQ的中点K,连接M2K,设M(m,﹣m2+2m+3),由P(1,4),Q(1,0),推出PK=KQ=KM2=2,K(1,2),可得(m﹣1)2+(﹣m2+2m+3﹣2)2=4,求出m的值即可解决问题;
【解答】解:(1)把A(3,0)和B(0,3)代入y=﹣x2+bx+c得,,
∴,
∴抛物线C的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴点P的坐标为(1,4);
(3)∵将抛物线C沿x轴向右平移d(d>0)个单位,
∴抛物线C′的解析式为:y=﹣(x﹣1﹣d)2+4,
∵抛物线C′与C交于点M,
∴设M(m,﹣m2+2m+3),
∵对称轴与x轴的交点记为Q,
∴Q(1,0),
∵以点P,Q,M为顶点的三角形是直角三角形,
∴只能是∠PQM或∠PMQ是直角,
①当∠PQM=90°时,则点M在x轴上,
∴点M的纵坐标为0,
∴﹣m2+2m+3=0,
解得:m=3,m=﹣1(不合题意,舍去),
∴M(3,0),
把M(3,0)代入y=﹣(x﹣1﹣d)2+4得,d=4,
∴抛物线C′的解析式为:y=﹣(x﹣5)2+4,
②当∠PMQ=90°,取PQ的中点K,连接M2K,设M(m,﹣m2+2m+3),
∵P(1,4),Q(1,0),
∴PK=KQ=KM2=2,K(1,2),
∴(m﹣1)2+(﹣m2+2m+3﹣2)2=4,
∴(m﹣1)2+(﹣m2+2m﹣1)2+4(﹣m2+2m﹣1)=0,
∴(m﹣1)2[1+(m﹣1)2﹣4]=0,
∴m=1(舍弃)或m=1+或1﹣(舍弃)
∴m=1+,
∴M(1+,1),代入y=﹣(x﹣1﹣d)2+4,得到d=2或0(舍弃),
∴此时抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1﹣2)2+4.
综上所述,当以点P,Q,M为顶点的三角形是直角三角形时,抛物线C′的表达式为y=﹣(x﹣5)2+4或y=﹣(x﹣1﹣2)2+4.
8.已知抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(1,0)和B(0,3)两点,将抛物线的顶点记为M,它的对称轴与x轴的交点记为N.
(1)求抛物线C的表达式;
(2)请直接写出四边形ABMN的面积;
(3)将抛物线C平移到抛物线C',点A的对应点为点A'、点B的对应点为点B′且在x轴上,如果四边形ABB'A'的面积为9,求抛物线C′的表达式.
【分析】(1)根据待定系数法求得即可;
(2)利用梯形的面积和三角形面积公式求得即可;
(3)由题意可知,抛物线向下平移的3个单位,且△ABB′的面积为,根据△ABB′的面积求得左右平移的距离,即可求得平移后的抛物线的解析式.
【解答】解:(1)∵抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(1,0)和B(0,3)两点,
∴,解得,
∴抛物线C的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴M(﹣1,4),N(﹣1,0),
∴四边形ABMN的面积为:(4+3)×1+=5.
(3)由题意可知,抛物线向下平移的3个单位,且△ABB′的面积为,
∴AB′×OB=,AB′×3=,
∴AB′=3,
∴C′的解析式为y=﹣(x﹣3)2+1或y=﹣(x+3)2+1.
9.已知抛物线C:y=﹣x2+bx+c经过A(1,﹣2)和B(0,﹣7)两点,将这条抛物线的顶点记为M.
(1)求抛物线C的表达式和顶点M的坐标;
(2)将抛物线C向左平移2个单位,再向下平移1个单位后得到抛物线C′,如果点P是x轴上一点,那么在抛物线C或C′上是否存在点Q,使得以点O、M、P、Q为顶点的四边形是平行四边形(OM为一边)?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将点A,B坐标代入抛物线C的解析式中,求解即可得出结论;
(2)先确定出抛物线C'的解析式,再确定出点Q的纵坐标,分别代入抛物线C和C'中,求解即可得出结论.
【解答】解:(1)将点A(1,﹣2),B(0,﹣7)代入抛物线C:y=﹣x2+bx+c中,得
,
∴,
∴抛物线C的解析式为y=﹣x2+6x﹣7=﹣(x﹣3)2+2,
∴顶点M的坐标为(3,2);
(2)如图,∵抛物线C'是抛物线C平移所得,
∴抛物线C'的解析式为y=﹣(x﹣3+2)2+2﹣1=﹣(x﹣1)2+1=﹣x2+2x,
由(1)知,M(3,2),
∵以点O、M、P、Q为顶点的四边形是平行四边形(OM为一边),且点P在x轴上,
∴点Q的纵坐标为﹣2,
当点Q在抛物线C上时,则﹣x2+6x﹣7=﹣2,解得,x=1或x=5,
∴Q(1,﹣2)或(5,﹣2),
当点Q在抛物线C'上时,则﹣x2+2x=﹣2,
解得,x=1+或x=1﹣,
∴Q(1﹣,﹣2)或(1+,﹣2),
即点Q的坐标为(1,﹣2)或(5,﹣2)或(1﹣,﹣2)或(1+,﹣2).
10.如图,直线AB与抛物线l:y=﹣x2+bx+c分别交于A(0,5),B(5,0)两点,这条抛物线的顶点为C,对称轴与直线AB交于点D.
(1)求抛物线l的函数表达式,并直接写出点C、D的坐标.
(2)将抛物线平移,平移后的抛物线顶点记为C′,对称轴与x轴的交点记为E,如果以C、D、C′、E为顶点的四边形是菱形,那么应将抛物线l怎样平移?为什么?
【分析】(1)将A(0,5),B(5,0)两点的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得到关于b、c的二元一次方程组,求出b、c的值,得出抛物线l的函数表达式;利用配方法化为顶点式,得出顶点C的坐标;设直线AB的解析式为y=mx+n,将A(0,5),B(5,0)两点的坐标代入,利用待定系数法求出直线AB的解析式,将x=2代入,求出y,得到点D的坐标;
(2)根据菱形的性质和已知条件得出C′E=CD=6,设E(a,0),则C′(a,±6).分①C′(a,6),②C′(a,﹣6)两种情况列出关于a的方程,求解即可.
【解答】解:(1)∵抛物线l:y=﹣x2+bx+c过A(0,5),B(5,0)两点,
∴,解得,
∴抛物线l的函数表达式为y=﹣x2+4x+5;
∵y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9,
∴顶点C的坐标为(2,9).
设直线AB的解析式为y=mx+n,
则,解得,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+5,
当x=2时,y=﹣2+5=3,
∴点D的坐标为(2,3);
(2)由题意,可知C′E∥CD,
∴以C、D、C′、E为顶点的四边形是菱形时,C′E=CD=9﹣3=6,
∵E点纵坐标为0,
∴C′点纵坐标为±6.
设E(a,0),则C′(a,±6).
①如果C′(a,6),那么DE=CD=6,
即(a﹣2)2+32=36,
解得a=2±3,
∴C′(2±3,6),
即将抛物线l先向右或向左平移3个单位,再向下平移3个单位,可使四边形CC′ED为菱形;
②如果C′(a,﹣6),那么CE=CD=6,
即(a﹣2)2+92=36,
解得a无实数根.
综上所述,如果以C、D、C′、E为顶点的四边形是菱形,那么应将抛物线l先向右或向左平移3个单位,再向下平移3个单位.
11.【问题提出】如图①,已知海岛A到海岸公路BD的距离为AB的长度,C为公路BD上的酒店,从海岛A到酒店C,先乘船到登陆点D,船速为a,再乘汽车,车速为船速的n倍,点D选在何处时,所用时间最短?
【特例分析】若n=2,则时间t=+,当a为定值时,问题转化为:在BC上确定一点D,使得+的值最小.如图②,过点C做射线CM,使得∠BCM=30°.
(1)过点D作DE⊥CM,垂足为E,试说明:DE=;
(2)请在图②中画出所用时间最短的登陆点D′.
【问题解决】(3)请你仿照“特例分析”中的相关步骤,解决图①中的问题.(写出具体方案,如相关图形呈现、图形中角所满足的条件、作图的方法等)
【综合运用】(4)如图③,抛物线y=﹣x2+x+3与x轴分别交于A,B两点,与y轴交于点C,E为OB中点,设F为线段BC上一点(不含端点),连接EF.一动点P从E出发,沿线段EF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿着线段FC以每秒个单位的速度运动到C后停止.若点P在整个运动过程中用时最少,请求出最少时间和此时点F的坐标.
【分析】(1)如图①,DE⊥CM,则∠DEC=90°,在Rt△BCM中,DE=CDsin30°,即可求解;
(2)如图①过点A作AE′⊥CM交BC于点D′,则点D′即为所用时间最短的登陆点;
(3)如图②,过点C作射线CM,使得sin∠BCM=,过点A作AE⊥CM,垂足为E交BC于点D,则点D为为所用时间最短的登陆点;
(4)EF+CF=EF+FH,故当E、F、H三点共线且与CD垂直时,t最小,即可求解.
【解答】解:(1)如图①,∵DE⊥CM,∴∠DEC=90°,
在Rt△DCE中,DE=CDsin30°=CD;
(2)如图①过点A作AE′⊥CM交BC于点D′,则点D′即为所用时间最短的登陆点;
(3)如图②,过点C作射线CM,使得sin∠BCM=,
过点A作AE⊥CM,垂足为E交BC于点D,则点D为为所用时间最短的登陆点;
(4)由题意得:t==EF+CF,
过点C作CD∥x轴交抛物线于点D,过点F作GF⊥CD交CD于点G,
设∠ABC=∠DCB=α,sin∠ABC==,则HF=CF,
EF+CF=EF+FH,
故当E、F、H三点共线且与CD垂直时,t最小,
点B(4,0),点A(﹣1,0),
将点B、C坐标代入一次函数表达式并解得:
直线BC的表达式为:y=﹣x+3,
点E是OB中点,其坐标为:(2,0),
当x=2时,对于y=﹣x+3,y=,
点F坐标为(2,),
t==EF+CF,
当H、F、E三点共线时,EF+FH=OC=3,
即:最小时间为3秒.
12.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=60°,AB=3,D为△ABC内部一动点,满足∠ADB=120°,E为边BC上动点,F为边AC上一动点,求DE+的最小值.
【分析】题目中出现了EF的长度,需要我们利用45°直角三角形转化,把求DE+的最小值转化为求一条折线的最小值.
【解答】解:作△ABD的外接圆,圆心为O,
则由∠ADB=120°,可知点D为圆O上的动点.
当DE+EF取最小值时,EF⊥AC.
作等腰直角△EFG,使EF=FG,再作G关于BC对称的点H.
则等腰直角△EFG中,EG=EF.
又∵G、H关于BC对称,
∴EH=EG.
∴DE+EF=DE+EH.
过点O作CH的垂线OM,
∵OD+DE+EH≥OM,
∴当D、E、H在OM上时,DE+EF取最小值OM﹣OB.
∵∠ADB=120°,
∴∠BOA=120°.
∵BO=OA,AB=3,
∴∠OAB=∠OBA=30°,OA=OB=.
∴∠OAC=120°,
又∠ACM=60°,
∴OA∥CM.
△OAC中,AC边的高线长为OAsin60°=,OA边的高线长为OM.
∴AC×=OA×OM,
又AC=ABtan60°=,OA=,
∴OM=.
∴DE+EF的最小值为OM﹣OB=﹣.
13.问题提出
(1)如图①,在△ABC中,∠A=120°,AB=AC=5,则△ABC的外接圆半径R的值为 5 .
问题探究
(2)如图②,⊙O的半径为13,弦AB=24,M是AB的中点,P是⊙O上一动点,求PM的最大值.
问题解决
(3)如图③所示,AB、AC、是某新区的三条规划路,其中AB=6km,AC=3km,∠BAC=60°,所对的圆心角为60°,新区管委会想在路边建物资总站点P,在AB,AC路边分别建物资分站点E、F,也就是,分别在、线段AB和AC上选取点P、E、F.由于总站工作人员每天都要将物资在各物资站点间按P→E→F→P的路径进行运输,因此,要在各物资站点之间规划道路PE、EF和FP.为了快捷、环保和节约成本.要使得线段PE、EF、FP之和最短,试求PE+EF+FP的最小值.(各物资站点与所在道路之间的距离、路宽均忽略不计)
【分析】(1)设O是△ABC的外接圆的圆心,易证△ABO是等边三角形,所以AB=OA=OB=5;
(2)当PM⊥AB时,此时PM最大,连接OA,由垂径定理可知:AM=AB=12,再由勾股定理可知:OM=5,所以PM=OM+OP=18,
(3)设连接AP,OP,分别以AB、AC所在直线为对称轴,作出P关于AB的对称点为M,P关于AC的对称点为N,连接MN,交AB于点E,交AC于点F,连接PE、PF,所以AM=AP=AN,设AP=r,
易求得:MN=r,所以PE+EF+PF=ME+EF+FN=MN=r,即当AP最小时,PE+EF+PF可取得最小值.
【解答】解:(1)设O是△ABC的外接圆的圆心,
∴OA=OB=OC,
∵∠A=120°,AB=AC=5,
∴△ABO是等边三角形,
∴AB=OA=OB=5,
(2)当PM⊥AB时,此时PM最大,
连接OA,
由垂径定理可知:AM=AB=12,
∵OA=13,
∴由勾股定理可知:OM=5,
∴PM=OM+OP=18,
(3)设连接AP,OP
分别以AB、AC所在直线为对称轴,
作出P关于AB的对称点为M,P关于AC的对称点为N,
连接MN,交AB于点E,交AC于点F,连接PE、PF,
∴AM=AP=AN,
∵∠MAB=∠PAB,∠NAC=∠PAC,
∴∠BAC=∠PAB+∠PAC=∠MAB+∠NAC=60°,
∴∠MAN=120°
∴M、P、N在以A为圆心,AP为半径的圆上,
设AP=r,
易求得:MN=r,
∵PE=ME,PF=FN,
∴PE+EF+PF=ME+EF+FN=MN=r,
∴当AP最小时,PE+EF+PF可取得最小值,
∵AP+OP≥OA,
∴AP≥OA﹣OP,即点P在OA上时,AP可取得最小值,
设AB的中点为Q,
∴AQ=AC=3,
∵∠BAC=60°,
∴AQ=QC=AC=BQ=3,
∴∠ABC=∠QCB=30°,
∴∠ACB=90°,
∴由勾股定理可知:BC=3,
∵∠BOC=60°,OB=OC=3,
∴△OBC是等边三角形,
∴∠OBC=60°,
∴∠ABO=90°
∴由勾股定理可知:OA=3,
∵OP=OB=3,
∴AP=r=OA﹣OP=3﹣3,
∴PE+EF+PF=MN=r=3﹣9
∴PE+EF+PF的最小值为(3﹣9)km.
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