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2023年中考数学二轮复习选填专题复习专题十一:最值问题
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2022-2023年中考二轮复习选填专题十一:
最值问题
典例分析
例1: (2022抚顺中考) 如图,正方形的边长为10,点G是边的中点,点E是边上一动点,连接,将沿翻折得到,连接.当最小时,的长是_____________.
【答案】
【解析】
【分析】根据动点最值问题的求解步骤:①分析所求线段端点(谁动谁定);②动点轨迹;③最值模型(比如将军饮马模型);④定线段;⑤求线段长(勾股定理、相似或三角函数),结合题意求解即可得到结论.
【详解】解:①分析所求线段端点:是定点、是动点;②动点的轨迹:正方形的边长为10,点E是边上一动点,连接,将沿翻折得到,连接,则,因此动点轨迹是以为圆心,为半径的圆周上,如图所示:
③最值模型为点圆模型;④最小值对应的线段为;⑤求线段长,连接,如图所示:
在中,,正方形的边长为10,点G是边的中点,则,根据勾股定理可得,
当三点共线时,最小为,
接下来,求的长:连接,如图所示
根据翻折可知,设,则根据等面积法可知,即整理得,解得,
故答案为:.
【点睛】本题考查动点最值下求线段长,涉及到动点最值问题的求解方法步骤,熟练掌握动点最值问题的相关模型是解决问题的关键.
例2:(2022台州中考)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________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【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;
【详解】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.
【点睛】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.
例3:(2022泰安中考)如图,,点M、N分别在边上,且,点P、Q分别在边上,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,连接M′N′,即为MP+PQ+QN的最小值;证出△ONN′为等边三角形,△OMM′为等边三角形,得出∠N′OM′=90°,由勾股定理求出M′N′即可.
【详解】解:作M关于OB的对称点M′,作N关于OA的对称点N′,如图所示:
连接M′N′,即为MP+PQ+QN的最小值.
根据轴对称的定义可知:,,∠N′OQ=∠M′OB=30°,
∴∠NON′=60°,,
∴△ONN′为等边三角形,△OMM′为等边三角形,
∴∠N′OM′=90°,
∴在Rt△M′ON′中,
M′N′=.
故选:A.
【点睛】本题考查了轴对称--最短路径问题,根据轴对称的定义,找到相等的线段,得到等边三角形是解题的关键.
专题过关
1.(2022湘西中考)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,M为BC的中点,H为AB上一点,过点C作CG∥AB,交HM的延长线于点G,若AC=8,AB=6,则四边形ACGH周长的最小值是( )
A.24 B.22 C.20 D.18
【分析】通过证明△BMH≌△CMG可得BH=CG,可得四边形ACGH的周长即为AB+AC+GH,进而可确定当MH⊥AB时,四边形ACGH的周长有最小值,通过证明四边形ACGH为矩形可得HG的长,进而可求解.
【解答】解:∵CG∥AB,
∴∠B=∠MCG,
∵M是BC的中点,
∴BM=CM,
在△BMH和△CMG中,
,
∴△BMH≌△CMG(ASA),
∴HM=GM,BH=CG,
∵AB=6,AC=8,
∴四边形ACGH的周长=AC+CG+AH+GH=AB+AC+GH=14+GH,
∴当GH最小时,即MH⊥AB时四边形ACGH的周长有最小值,
∵∠A=90°,MH⊥AB,
∴GH∥AC,
∴四边形ACGH为矩形,
∴GH=8,
∴四边形ACGH的周长最小值为14+8=22,
故选:B.
【点评】本题主要考查全等三角形的判定与性质,确定GH的值是解题的关键
2. (2022安徽中考)已知点O是边长为6的等边△ABC的中心,点P在△ABC外,△ABC,△PAB,△PBC,△PCA的面积分别记为,,,.若,则线段OP长的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据,可得,根据等边三角形的性质可求得△ABC中AB边上的高和△PAB中AB边上的高的值,当P在CO的延长线时,OP取得最小值,OP=CP-OC,过O作OE⊥BC,求得OC=,则可求解.
【详解】解:如图,
,,
∴
=
=
=
==,
∴,
设△ABC中AB边上的高为,△PAB中AB边上的高为,
则,
,
∴,
∴,
∵△ABC是等边三角形,
∴,
,
∴点P在平行于AB,且到AB的距离等于的直线上,
∴当点P在CO的延长线上时,OP取得最小值,
过O作OE⊥BC于E,
∴,
∵O是等边△ABC的中心,OE⊥BC
∴∠OCE=30°,CE=
∴OC=2OE
∵,
∴,
解得OE=,
∴OC=,
∴OP=CP-OC=.
故选B.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质,勾股定理,三角形的面积等知识,弄清题意,找到P点的位置是解题的关键.
3. (2022鄂州中考)如图,定直线MNPQ,点B、C分别为MN、PQ上的动点,且BC=12,BC在两直线间运动过程中始终有∠BCQ=60°.点A是MN上方一定点,点D是PQ下方一定点,且AEBCDF,AE=4,DF=8,AD=24,当线段BC在平移过程中,AB+CD的最小值为( )
A. 24 B. 24 C. 12 D. 12
【答案】C
【解析】
【分析】如图所示,过点F作交BC于H,连接EH,可证明四边形CDFH是平行四边形,得到CH=DF=8,CD=FH,则BH=4,从而可证四边形ABHE是平行四边形,得到AB=HE,即可推出当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF,延长AE交PQ于G,过点E作ET⊥PQ于T,过点A作AL⊥PQ于L,过点D作DK⊥PQ于K,证明四边形BEGC是平行四边形,∠EGT=∠BCQ=60°,得到EG=BC=12,然后通过勾股定理和解直角三角形求出ET和TF的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,过点F作交BC于H,连接EH,
∵,
∴四边形CDFH是平行四边形,
∴CH=DF=8,CD=FH,
∴BH=4,
∴BH=AE=4,
又∵,
∴四边形ABHE是平行四边形,
∴AB=HE,
∵,
∴当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF,
延长AE交PQ于G,过点E作ET⊥PQ于T,过点A作AL⊥PQ于L,过点D作DK⊥PQ于K,
∵,
∴四边形BEGC是平行四边形,∠EGT=∠BCQ=60°,
∴EG=BC=12,
∴,
同理可求得,,
∴,
∵AL⊥PQ,DK⊥PQ,
∴,
∴△ALO∽△DKO,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选C.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,勾股定理,解直角三角形,正确作出辅助线推出当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF是解题的关键.
4. (2022广安中考)如图,菱形ABCD的边长为2,点P是对角线AC上的一个动点,点E、F分别为边AD、DC的中点,则PE + PF的最小值是( )
A. 2 B. C. 1.5 D.
【答案】A
【解析】
【分析】取AB中点G点,根据菱形的性质可知E点、G点关于对角线AC对称,即有PE=PG,则当G、P、F三点共线时,PE+PF=PG+PF最小,再证明四边形AGFD是平行四边形,即可求得FG=AD.
【详解】解:取AB中点G点,连接PG,如图,
∵四边形ABCD是菱形,且边长为2,
∴AD=DC=AB=BC=2,
∵E点、G点分别为AD、AB的中点,
∴根据菱形的性质可知点E、点G关于对角线AC轴对称,
∴PE=PG,
∴PE+PF=PG+PF,
即可知当G、P、F三点共线时,PE+PF=PG+PF最小,且为线段FG,
如下图,G、P、F三点共线,连接FG,
∵F点是DC中点,G点为AB中点,
∴,
∵在菱形ABCD中,,
∴,
∴四边形AGFD是平行四边形,
∴FG=AD=2,
故PE+PF的最小值为2,
故选:A.
【点睛】本题考查了菱形的性质、轴对称的性质、平行四边形的判定与性质等知识,找到E点关于AC的对称点是解答本题的关键.
5.(2022遂宁中考)(4分)如图,D、E、F分别是△ABC三边上的点,其中BC=8,BC边上的高为6,且DE∥BC,则△DEF面积的最大值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【分析】过点A作AM⊥BC于M,交DE于点N,则AN⊥DE,设AN=a,根据DE∥BC,证出△ADE∽△ABC,根据相似三角形对应高的比等于相似比得到DE=a,列出△DEF面积S的函数表达式,根据配方法求最值即可.
【解答】解:如图,过点A作AM⊥BC于M,交DE于点N,则AN⊥DE,
设AN=a,
∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠B,∠AED=∠C,
∴△ADE∽△ABC,
∴=,
∴=,
∴DE=a,
∴△DEF面积S=×DE×MN
=×a•(6﹣a)
=﹣a2+4a
=﹣(a﹣3)2+6,
∴当a=3时,S有最大值,最大值为6.
故选:A.
【点评】本题考查了三角形的面积,平行线的性质,列出△DEF面积S的函数表达式,
6. (2022湖州中考)在每个小正方形的边长为1的网格图形中,每个小正方形的顶点称为格点.如图,在6×6的正方形网格图形ABCD中,M,N分别是AB,BC上的格点,BM=4,BN=2.若点P是这个网格图形中的格点,连接PM,PN,则所有满足∠MPN=45°的△PMN中,边PM的长的最大值是( )
A. B. 6 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据同弧所对的圆周角等于所对圆心角的一半,过点M、N作以点O为圆心,∠MON=90°的圆,则点P在所作的圆上,观察圆O所经过的格点,找出到点M距离最大的点即可求出.
【详解】作线段MN中点Q,作MN的垂直平分线OQ,并使OQ=MN,以O为圆心,OM为半径作圆,如图,
因为OQ为MN垂直平分线且OQ=MN,所以OQ=MQ=NQ,
∴∠OMQ=∠ONQ=45°,
∴∠MON=90°,
所以弦MN所对的圆O的圆周角为45°,
所以点P在圆O上,PM为圆O的弦,
通过图像可知,当点P在位置时,恰好过格点且经过圆心O,
所以此时最大,等于圆O的直径,
∵BM=4,BN=2,
∴,
∴MQ=OQ=,
∴OM=,
∴,
故选 C.
【点睛】此题考查了圆的相关知识,熟练掌握同弧所对的圆周角相等、直径是圆上最大的弦,会灵活用已知圆心角和弦作圆是解题的关键.
7. (2022杭州中考)如图,已知△ABC内接于半径为1的⊙O,∠BAC=θ(θ是锐角),则△ABC的面积的最大值为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】要使△ABC的面积S=BC•h的最大,则h要最大,当高经过圆心时最大.
【详解】解:当△ABC的高AD经过圆的圆心时,此时△ABC的面积最大,
如图所示,
∵AD⊥BC,
∴BC=2BD,∠BOD=∠BAC=θ,
在Rt△BOD中,
sinθ= ,cosθ=,
∴BD=sinθ,OD=cosθ,
∴BC=2BD=2sinθ,
AD=AO+OD=1+cosθ,
∴S△ABC=AD•BC=•2sinθ(1+cosθ)=sinθ(1+cosθ).
故选:D.
【点睛】本题主要考查锐角三角函数的应用与三角形面积的求法.
8. (2022泰州中考)如图,正方形ABCD的边长为2,E为与点D不重合的动点,以DE一边作正方形DEFG.设DE=d1,点F、G与点C的距离分别为d2,d3,则d1+d2+d3的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】连接CF、CG、AE,证可得,当A、E、F、C四点共线时,即得最小值;
【详解】解:如图,连接CF、CG、AE,
∵
∴
在和中,
∵
∴
∴
∴
当时,最小,
∴d1+d2+d3的最小值为,
故选:C.
【点睛】本题主要考查正方形的性质、三角形的全等证明,正确构造全等三角形是解本题的关键.
9.(2022鄂尔多斯中考)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 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.
【解答】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()=2(PF+PB)=2BF,
在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,
∴BF=AB•sin45°=4×=2,
∴(PA+2PB)最大=2BF=4,
故答案为:4.
【点评】本题考查了等腰三角形性质,解直角三角形等知识,解决问题的关键是作辅助线,构造.
10 .(2022无锡中考) △ABC是边长为5的等边三角形,△DCE是边长为3的等边三角形,直线BD与直线AE交于点F.如图,若点D在△ABC内,∠DBC=20°,则∠BAF=________°;现将△DCE绕点C旋转1周,在这个旋转过程中,线段AF长度的最小值是________.
【答案】 ①. 80 ②. ##
【解析】
【分析】利用SAS证明△BDC≌△AEC,得到∠DBC=∠EAC=20°,据此可求得∠BAF的度数;利用全等三角形的性质可求得∠AFB=60°,推出A、B、C、F四个点在同一个圆上,当BF是圆C的切线时,即当CD⊥BF时,∠FBC最大,则∠FBA最小,此时线段AF长度有最小值,据此求解即可.
【详解】解:∵△ABC和△DCE都是等边三角形,
∴AC=BC,DC=EC,∠BAC=∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠DCB+∠ACD=∠ECA+∠ACD=60°,
即∠DCB =∠ECA,
在△BCD和△ACE中,,
∴△ACE≌△BCD( SAS),
∴∠EAC=∠DBC,
∵∠DBC=20°,
∴∠EAC=20°,
∴∠BAF=∠BAC+∠EAC=80°;
设BF与AC相交于点H,如图:
∵△ACE≌△BCD
∴AE=BD,∠EAC=∠DBC,且∠AHF=∠BHC,
∴∠AFB=∠ACB=60°,
∴A、B、C、F四个点在同一个圆上,
∵点D在以C为圆心,3为半径的圆上,当BF是圆C的切线时,即当CD⊥BF时,∠FBC最大,则∠FBA最小,
∴此时线段AF长度有最小值,
在Rt△BCD中,BC=5,CD=3,
∴BD=4,即AE=4,
∴∠FDE=180°-90°-60°=30°,
∵∠AFB=60°,
∴∠FDE=∠FED=30°,
∴FD=FE,
过点F作FG⊥DE于点G,
∴DG=GE=,
∴FE=DF==,
∴AF=AE-FE=4-,
故答案为:80;4-.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等边三角形的性质,圆周角定理,切线的性质,解直角三角形,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件.
11. (2022遵义中考) 如图,在等腰直角三角形中,,点,分别为,上的动点,且,.当的值最小时,的长为__________.
【答案】
【解析】
【分析】过点作,且,证明,可得,当三点共线时,取得最小值,证明,即可求解.
【详解】如图,过点作,且,连接,如图1所示,
,
又,
,
,
,
当三点共线时,取得最小值,
此时如图2所示,
在等腰直角三角形中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,
,
,
,,
,
,
即取得最小值为,
故答案为:.
图1 图2
【点睛】本题考查了等腰直角三角的性质,勾股定理,两点之间线段最短,转化线段是解题的关键.
12. (2022柳州中考) 如图,在正方形ABCD中,AB=4,G是BC的中点,点E是正方形内一个动点,且EG=2,连接DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得到线段DF,连接CF,则线段CF长的最小值为 _____.
【答案】
【解析】
【分析】如图,由EG=2,确定在以G为圆心,半径为2的圆上运动,连接AE, 再证明(SAS), 可得可得当三点共线时,最短,则最短,再利用勾股定理可得答案.
【详解】解:如图,由EG=2,可得在以G为圆心,半径为2的圆上运动,连接AE,
∵正方形ABCD,
∴
∴
∵DE=DF,
∴(SAS),
∴
∴当三点共线时,最短,则最短,
∵位BC 中点,
∴
此时
此时
所以CF的最小值为:
故答案为:
【点睛】本题考查的是正方形的性质,圆的基本性质,勾股定理的应用,二次根式的化简,熟练的利用圆的基本性质求解线段的最小值是解本题的关键.
13.(2022广州中考)(3分)如图,在矩形ABCD中,BC=2AB,点P为边AD上的一个动点,线段BP绕点B顺时针旋转60°得到线段BP′,连接PP′,CP′.当点P′落在边BC上时,∠PP′C的度数为 120° ;当线段CP′的长度最小时,∠PP′C的度数为 75° .
【分析】如图,以AB为边向右作等边△ABE,连接EP′.利用全等三角形的性质证明∠BEP′=90°,推出点P′在射线EP′上运动,如图1中,设EP′交BC于点O,再证明△BEO是等腰直角三角形,可得结论.
【解答】解:如图,以AB为边向右作等边△ABE,连接EP′.
∵△BPP′是等边三角形,
∴∠ABE=∠PBP′=60°,BP=BP′,BA=BE,
∴∠ABP=∠EBP′,
在△ABP和△EBP′中,
,
∴△ABP≌△EBP′(SAS),
∴∠BAP=BEP′=90°,
∴点P′在射线EP′上运动,
如图1中,设EP′交BC于点O,
当点P′落在BC上时,点P′与O重合,此时∠PP′C=180°﹣60°=120°,
当CP′⊥EP′时,CP′的长最小,此时∠EBO=∠OCP′=30°,
∴EO=﹣OB,OP′=OC,
∴EP′=EO+OP′=OB+OC=BC,
∵BC=2AB,
∴EP′=AB=EB,
∴∠EBP′=∠EP′B=45°,
∴∠BP′C=45°+90°=135°,
∴∠PP′C=∠BP′C﹣∠BP′P=135°﹣60°=75°.
故答案为:120°,75°.
【点评】本题考查旋转的性质,矩形的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
14. (2022自贡中考)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】
【解析】
【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+A G'=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.
15. (2022成都中考)如图,在菱形中,过点作交对角线于点,连接,点是线段上一动点,作关于直线的对称点,点是上一动点,连接,.若,,则的最大值为_________.
【答案】##
【解析】
【分析】延长DE,交AB于点H,确定点B关于直线DE的对称点F,由点B,D关于直线AC对称可知QD=QB,求最大,即求最大,点Q,B,共线时,,根据“三角形两边之差小于第三边”可得最大,当点与点F重合时,得到最大值.连接BD,即可求出CO,EO,再说明,可得DO,根据勾股定理求出DE,然后证明,可求BH,即可得出答案.
【详解】延长DE,交AB于点H,
∵,ED⊥CD,
∴DH⊥AB.
取FH=BH,
∴点P的对称点在EF上.
由点B,D关于直线AC对称,
∴QD=QB.
要求最大,即求最大,点Q,B,共线时,,根据“三角形两边之差小于第三边”可得最大,当点与点F重合时,得到最大值BF.
连接BD,与AC交于点O.
∵AE=14,CE=18,
∴AC=32,
∴CO=16,EO=2.
∵∠EDO+∠DEO=90°,∠EDO+∠CDO=90°,
∴∠DEO=∠CDO.
∵∠EOD=∠DOC,
∴ ,
∴,
即,
解得,
∴.
在Rt△DEO中,.
∵∠EDO=∠BDH,∠DOE=∠DHB,
∴,
∴,
即,
解得,
∴.
故答案为:.
【点睛】这是一道根据轴对称求线段差最大的问题,考查了菱形的性质,勾股定理,轴对称的性质,相似三角形的性质和判定等,确定最大值是解题的关键.
16. (2022娄底中考)菱形的边长为2,,点、分别是、上的动点,的最小值为______.
【答案】
【解析】
【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.
【详解】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:
【点睛】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.
17. (2022龙东中考)如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,,,AH是的平分线,于点E,点P是直线AB上的一个动点,则的最小值是________.
【答案】
【解析】
【分析】作点O关于AB的对称点F,连接OF交AB于G,连接PE交直线AB于P,连接PO,则PO=PF,此时,PO+PE最小,最小值=EF,利用菱形的性质与直角三角形的性质,勾股定理,求出OF,OE长,再证明△EOF是直角三角形,然后由勾股定理求出EF长即可.
【详解】解:如图,作点O关于AB的对称点F,连接OF交AB于G,连接PE交直线AB于P,连接PO,则PO=PF,此时,PO+PE最小,最小值=EF,
∵菱形ABCD,
∴AC⊥BD,OA=OC,O=OD,AD=AB=3,
∵∠BAD=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BD=AB=3,∠BAO=30°,
∴OB=,
∴OA=,
∴点O关于AB的对称点F,
∴OF⊥AB,OF=2OG=OA=,
∴∠AOG=60°,
∵CE⊥AH于E,OA=OC,
∴OE=OC=OA=,
∵AH平分∠BAC,
∴∠CAE=15°,
∴∠AEC=∠CAE=15°,
∴∠DOE=∠AEC+∠CAE=30°,
∴∠DOE+∠AOG=30°+60°=90°,
∴∠FOE=90°,
∴由勾股定理,得EF=,
∴PO+PE最小值=.
故答案为:.
【点睛】本题考查菱形的性质,利用轴对称求最短距离问题,直角三角形的性质,勾股定理,作点O关于AB的对称点F,连接OF交AB于G,连接PE交直线AB于P,连接PO,则PO=PF,则PO+PE最小,最小值=EF是解题的关键.
18. (2022毕节中考) 如图,在中,,点P为边上任意一点,连接,以,为邻边作平行四边形,连接,则长度的最小值为_________.
【答案】##2.4
【解析】
【分析】利用勾股定理得到BC边的长度,根据平行四边形的性质,得知OP最短即为PQ最短,利用垂线段最短得到点P的位置,再证明利用对应线段的比得到的长度,继而得到PQ的长度.
【详解】解:∵,
∴,
∵四边形APCQ是平行四边形,
∴PO=QO,CO=AO,
∵PQ最短也就是PO最短,
∴过O作BC的垂线,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴则PQ的最小值为,
故答案为:.
【点睛】考查线段的最小值问题,结合了平行四边形性质和相似三角形求线段长度,本题的关键是利用垂线段最短求解,学生要掌握转换线段的方法才能解出本题.
19. (2022滨州中考)如图,在矩形中,.若点E是边AD上的一个动点,过点E作且分别交对角线AC,直线BC于点O、F,则在点E移动的过程中,的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】过点D作交BC于M,过点A作,使,连接NE,当N、E、C三点共线时,,分别求出CN、AN的长度即可.
【详解】
过点D作交BC于M,过点A作,使,连接NE,
四边形ANEF是平行四边形,
,
当N、E、C三点共线时,最小,
四边形ABCD是矩形,,
,
,
四边形EFMD是平行四边形,
,
,
,
,
,
,
,
,即,
,
在中,由勾股定理得,
在中,由勾股定理得,
,
,
的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了利用轴对称求最短距离问题,勾股定理,矩形的性质,解直角三角形,平行四边形的判定和性质,熟练掌握知识点,准确作出辅助线是解题的关键.
20. (2022眉山中考)如图,点为矩形的对角线上一动点,点为的中点,连接,,若,,则的最小值为________.
【答案】6
【解析】
【分析】作点B关于AC的对称点,交AC于点F,连接交AC于点P,则的最小值为的长度;然后求出和BE的长度,再利用勾股定理即可求出答案.
【详解】解:如图,作点B关于AC的对称点,交AC于点F,连接交AC于点P,则的最小值为的长度;
∵AC是矩形的对角线,
∴AB=CD=4,∠ABC=90°,
在直角△ABC中,,,
∴,
∴,
由对称的性质,得,,
∴,
∴
∵,,
∴△BEF是等边三角形,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∴的最小值为6;
故答案为:6.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,等边三角形的判定和性质,直角三角形的性质,特殊角的三角函数值,解题的关键是熟练掌握所学的知识,正确的找到点P使得有最小值.
21. (2022贺州中考)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__________.
【答案】##
【解析】
【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.
【详解】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:
【点睛】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.
22.(2022内江中考)(6分)如图,矩形ABCD中,AB=6,AD=4,点E、F分别是AB、DC上的动点,EF∥BC,则AF+CE的最小值是 10 .
【分析】延长BC到G,使CG=EF,连接FG,则四边形EFGC是平行四边形,得CE=FG,则AF+CE=AF+FG,可知当点A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小为AG,利用勾股定理求出AG的长即可.
【解答】解:延长BC到G,使CG=EF,连接FG,
∵EF∥CG,EF=CG,
∴四边形EFGC是平行四边形,
∴CE=FG,
∴AF+CE=AF+FG,
∴当点A、F、G三点共线时,AF+CE的值最小为AG,
由勾股定理得,AG===10,
∴AF+CE的最小值为10,
故答案为:10.
【点评】本题主要考查了矩形的性质,平行四边形的判定与性质,勾股定理等知识,作辅助线将AF+CE的最小值转化为AG的长是解题的关键.
23. (2022铜仁中考)如图,在边长为2的正方形ABCD中,点E为AD的中点,将△CDE沿CE翻折得△CME,点M落在四边形ABCE内.点N为线段CE上的动点,过点N作NP//EM交MC于点P,则MN+NP的最小值为________.
【答案】
【解析】
【分析】过点M作MF⊥CD于F,推出MN+NP的最小值为MF的长,证明四边形DEMG为菱形,利用相似三角形的判定和性质求解即可.
【详解】解:作点P关于CE的对称点P′,
由折叠的性质知CE是∠DCM的平分线,
∴点P′在CD上,
过点M作MF⊥CD于F,交CE于点G,
∵MN+NP=MN+NP′≤MF,
∴MN+NP的最小值为MF的长,
连接DG,DM,
由折叠的性质知CE为线段 DM的垂直平分线,
∵AD=CD=2,DE=1,
∴CE==,
∵CE×DO=CD×DE,
∴DO=,
∴EO=,
∵MF⊥CD,∠EDC=90°,
∴DE∥MF,
∴∠EDO=∠GMO,
∵CE为线段DM的垂直平分线,
∴DO=OM,∠DOE=∠MOG=90°,
∴△DOE≌△MOG,
∴DE=GM,
∴四边形DEMG为平行四边形,
∵∠MOG=90°,
∴四边形DEMG为菱形,
∴EG=2OE=,GM= DE=1,
∴CG=,
∵DE∥MF,即DE∥GF,
∴△CFG∽△CDE,
∴,即,
∴FG=,
∴MF=1+=,
∴MN+NP的最小值为.
故答案:.
【点睛】此题主要考查轴对称在解决线段和最小的问题,熟悉对称点的运用和画法,知道何时线段和最小,会运用勾股定理和相似三角形的判定和性质求线段长度是解题的关键.
24. (2022通辽中考)如图,是的外接圆,为直径,若,,点从点出发,在内运动且始终保持,当,两点距离最小时,动点的运动路径长为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据题中的条件可先确定点P的运动轨迹,然后根据三角形三边关系确定CP的长最小时点P的位置,进而求出点P的运动路径长.
【详解】解:为的直径,
∴
∴点P在以AB为直径的圆上运动,且在△ABC的内部,
如图,记以AB为直径的圆的圆心为,连接交于点,连接
∴当点三点共线时,即点P在点处时,CP有最小值,
∵
∴
在中,
∴∠
∴
∴两点距离最小时,点P的运动路径长为
【点睛】本题主要考查了直径所对圆周角是直角,弧长公式,由锐角正切值求角度,确定点P的路径是解答本题的关键.
25. (2022上海中考)定义:有一个圆分别和一个三角形的三条边各有两个交点,截得的三条弦相等,我们把这个圆叫作“等弦圆”,现在有一个斜边长为2的等腰直角三角形,当等弦圆最大时,这个圆的半径为_____.
【答案】##
【解析】
【分析】如图,当等弦圆O最大时,则经过等腰直角三角形的直角顶点C,连接CO交AB于F,连接OE,DK,再证明经过圆心,,分别求解AC,BC,CF, 设的半径为 再分别表示 再利用勾股定理求解半径r即可.
【详解】解:如图,当等弦圆O最大时,则经过等腰直角三角形的直角顶点C,连接CO交AB于F,连接OE,DK,
过圆心O,,
设的半径为
∴
整理得:
解得:
不符合题意,舍去,
∴当等弦圆最大时,这个圆的半径为
故答案为:
【点睛】本题考查的是等腰直角三角形的性质,直角三角形斜边上的中线的性质,弦,弧,圆心角之间的关系,圆周角定理的应用,勾股定理的应用,一元二次方程的解法,掌握以上知识是解本题的关键.
26. (2022泸州中考)如图,在中,,,,半径为1在内平移(可以与该三角形的边相切),则点到上的点的距离的最大值为________.
【答案】
【解析】
【分析】设直线AO交于M点(M在O点右边),当与AB、BC相切时,AM即为点到上的点的最大距离.
【详解】设直线AO交于M点(M在O点右边),则点到上的点的距离的最大值为AM的长度
当与AB、BC相切时,AM最长
设切点分别为D、F,连接OB,如图
∵,,
∴,
∴
∵与AB、BC相切
∴
∵的半径为1
∴
∴
∴
∴
∴
∴点到上的点的距离的最大值为.
【点睛】本题考查切线的性质、特殊角度三角函数值、勾股定理,解题的关键是确定点到上的点的最大距离的图形.
27.(2022郑州一检) 如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点P为AB边上一动点(不与点A,B重合),于点E,于点F,若,,则EF的最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】连接OP,根据菱形的性质得到AC⊥BD,AO=AC=10,BD=BD=5,根据勾股定理得到AB=,根据矩形的性质得到EF=OP,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【详解】解:连接OP,如图,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AO=AC=10,BD=BD=5,
∴AB=,
∵PE⊥OA于点E,PF⊥OB于点F,
∴∠EOF=∠OEP=∠OFP=90°,
∴四边形OEPF是矩形,
∴EF=OP,
∵当OP取最小值时,EF的值最小,
∴当OP⊥AB时,OP最小,
∴S△ABO=OA•OB=AB•OP,
∴OP= =2,
∴EF的最小值为2,
故答案为:2 .
【点睛】本题考查了矩形的判定和性质,垂线段最短,菱形的性质,熟练掌握垂线段最短是解题的关键.
28.(2022驻马店六校联考三模) 如图,在矩形ABCD中,E为AB的中点,P为BC边上的任意一点,把沿PE折叠,得到,连接CF.若AB=10,BC=12,则CF的最小值为_____.
【答案】8
【解析】
【分析】点F在以E为圆心、EA为半径的圆上运动,当E、F、C共线时时,此时FC的值最小,根据勾股定理求出CE,再根据折叠的性质得到BE=EF=5即可.
【详解】解:如图所示,点F在以E为圆心EA为半径的圆上运动,当E、F、C共线时时,此时CF的值最小,
根据折叠的性质,△EBP≌△EFP,
∴EF⊥PF,EB=EF,
∵E是AB边的中点,AB=10,
∴AE=EF=5,
∵AD=BC=12,
∴CE===13,
∴CF=CE﹣EF=13﹣5=8.
故答案为8.
【点睛】本题考查了折叠的性质、全等三角形的判定与性质、两点之间线段最短的综合运用,灵活应用相关知识是解答本题的关键.
29. (2022驻马店六校联考二模)如图,四边形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=60°,AD=BC=CD=4,点M是四边形ABCD内的一个动点,满足∠AMD=90°,则点M到直线BC的距离的最小值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】取AD的中点O,连接OM,过点M作ME⊥BC交BC的延长线于E,点点O作OF⊥BC于F,交CD于G,则OM+ME≥OF.求出OM,OF即可解决问题.
【详解】解:取AD的中点O,连接OM,过点M作ME⊥BC交BC的延长线于E,点点O作OF⊥BC于F,交CD于G,则OM+ME≥OF.
∵∠AMD=90°,AD=4,OA=OD,
∴OM=AD=2,
∵AB∥CD,
∴∠GCF=∠B=60°,
∴∠DGO=∠CGE=30°,
∵AD=BC,
∴∠DAB=∠B=60°,
∴∠ADC=∠BCD=120°,
∴∠DOG=30°=∠DGO,
∴DG=DO=2,
∵CD=4,
∴CG=2,
∴OG=2,GF=,OF=3,
∴ME≥OF﹣OM=3﹣2,
∴当O,M,E共线时,ME的值最小,最小值为3﹣2.
【点睛】本题考查解直角三角形,垂线段最短,直角三角形斜边中线的性质等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型.
30. (2022驻马店二模)如图,已知正方形ABCD的边长为4,点E是正方形内部一点,连接BE,CE,且,点F是AB边上一动点,连接FD,FE,则的长度最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】根据正方形的性质得到∠ABC=90°,推出∠BEC=90°,得到点E在以BC为直径的半圆上移动,如图,设BC的中点为O,作正方形ABCD关于直线AB对称的正方形APGB,则点D的对应点是P,连接PO交AB于F交圆O于E,则线段EP的长即为FD+FE的长度最小值,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°,
∴∠ABE+ ∠CBE= 90°,
∵∠ABE=∠BCE,
∴∠BCE+∠CBE= 90°,
∴∠ BEC= 90°,
∴点E在以BC为直径的半圆上移动,
如图,设BC的中点为O,正方形ABCD关于直线AB对称的正方形APGB,则点D的对应点是P,
连接PO交AB于F,交半圆O于E,线段EP的长即为FD+ FE的长度最小值,OE=4,
∵∠G=90°,PG=BG=AB=4,
∴ OG= 6,
∴ОP=,
∴EP=,
∴FD+ FE的长度最小值为,
故答案为.
【点睛】此题考查了正方形的性质,圆周角定理,轴对称的性质,点的运动轨迹,勾股定理,最小值问题,正确理解点的运动轨迹是解题的关键.
31.(2022河南西华一模) 如图,在菱形ABCD中,∠D=60°,AB=2,以B为圆心,BC的长为半径画弧,点P为菱形内一动点,连接PA,PC.则阴影部分周长的最小值为______.
【答案】+2
【解析】
【分析】根据阴影部分周长=长+PA+PC, 的长是固定的,当PA+PC最小时,则阴影部分周长最小,连接AC,则PA+PC≥AC,所以PA+PC最小值等于AC长,根据菱形的性质和等边三角形的判定与性质,求AC长即可求解.
【详解】解:的长=,
阴影部分周长=的长+PA+PC,
所以,当PA+PC最小时,则阴影部分周长最小,
连接AC,如图,
∴PA+PC≥AC,
∴当A、P、C三点共线时,PA+PC最小,最小值等于AC长,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∵∠B=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=2,
即PA+PC最小值=2,
∴阴影部分周长最小值=的长+PA+PC=+2,
故答案为:+2.
【点睛】本题考查菱形的性质,等边三角形的判定与性质,弧长的计算,最短距离问题,分析出当PA+PC最小时,则阴影部分周长最小和求出AC长是解题的关键.
32. (2022郑州一模)如图,中,,,于点,是线段上的一个动点,则的最小值是__________.
【13题答案】
【答案】
【解析】
【分析】过点D作于,过点C作于,首先通过勾股定理及求出AE,BE的长度,然后根据等腰三角形两腰上的高相等得出,然后通过锐角三角函数得出,进而可得出,最后利用即可求值.
【详解】解:如图,过点D作于,过点C作于.
∵,
∴,
∵,
设,,
∴,
∴,
∴或(舍弃),
∴,
∵,,,
∴(等腰三角形两腰上的高相等)
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查解直角三角形,等腰三角形性质,勾股定理,垂线段最短等,学会添加辅助线并利用转化的思想是解题的关键.
33.(2022河南虞城二模) 如图,平行四边形ABCD中,点P为边AD上一个动点,连接BP,将线段PB绕点B逆时针旋转60°得到BQ,连接AQ,若∠ABC=60°,AB=2,BC=6,则线段AQ的取值范围是______.
【答案】
【解析】
【分析】如图,过点分别作的垂线,分别交直线于点,过点作于点,证明,根据点于点重合,即时,取得最小值为,当取得最大值时,取得最大值,勾股定理求解即可.
【详解】如图,过点分别作的垂线,分别交直线于点,过点作于点,
中,
,四边形是平行四边形
四边形是平行四边形
线段PB绕点B逆时针旋转60°得到BQ,
①当点于点重合,如图,则
此时最小,最小值为
②中,
当取得最大值时,取得最大值,
如图,当重合时,取得最大值,
在中,
综上所述
故答案为:
【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的性质与判定,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,分类讨论找到的最小值与最大值是解题的关键.
34. (2022新乡二模)如图,在△ABC中,AB=AC=,∠B=30°,点O为BC上一点,以点O为圆心,圆与△ABC交于A、B、D三点,点E为直径BD下方半圆上一动点,连接AE、DE 图中阴影部分面积的最大值为________.
【答案】
【解析】
【分析】如图,过作 垂足为M,延长MO交圆O于F,连接AF,DF,过作 垂足为H,由弓形AD的面积是定值,所以阴影部分的面积最大,则的面积最大即可,当E,F重合时,三角形的面积最大,即阴影部分的面积最大,再证明是等边三角形,可得再计算面积即可.
【详解】解:如图,过作 垂足为M,延长MO交圆O于F,连接AF,DF,过作 垂足为H,
由弓形AD的面积是定值,所以阴影部分的面积最大,则的面积最大即可,当E,F重合时,三角形的面积最大,即阴影部分的面积最大,
AB=AC=,∠B=30°,OA=OB,
为直径,
而OA=OD,
是等边三角形,
故答案为:
【点睛】本题考查的是等边三角形的判定与性质,扇形面积的计算,锐角三角函数的应用,垂径定理的应用,熟练的运用垂径定理及圆的对称性解决问题是解本题的关键.
35.(2022河南夏邑一模) 如图,以为直径作为圆周上的点,,若点为垂直平分线上的一动点,则阴影部分周长的最小值为_________.
【答案】
【解析】
【分析】根据CD固定求出PC+PD最小时阴影部分周长的最小,再利用对称性即可求最小值.
【详解】解:∵长为定值
∴当PC+PD最小时阴影部分周长的最小.
如图,连接BD,BD 与MN的交点,即为点P.
∵ ,
∴ ∠BAD = 120°.
∵ AB=AD =1,
∴∠ABD =∠ADB = 30°,
过点A作AE上BD于点E,
在Rt△ABE中, BE= AB · cos30° =
∴BD=2BE=,
∵MN是BC的垂直平分线,
∴BP= PC,
∴PC +PD = BP + PD = BD =,
即PC +PD的最小值为,
连接OD,
∵∠ABC = 60°,∠ABD = 30°,
∴∠DBC = 30°
∴∠DOC =60°
∴ OD=OC=1,
∴
∴阴影部分周长的最小值为
【点睛】本题考查圆中弧长计算,解题的关键是看出PC+PD最小时阴影部分周长的最小.
36. (2022三门峡二模)如图,在中,,过点B作直线l//AC,将绕点C逆时针旋转得到,直线,分别交直线l于点D,E,则DE的最小值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】根据旋转的性质、三角形的相似进行求解即可;
【详解】解:如图,
∵
∴
由旋转的性质可知
∵l//AC,
∴当时,DE有最小值
∴
∵
∵
∴
∴
∴
∴
【点睛】本题主要考查旋转的性质、三角形的相似,掌握相关知识并灵活应用是解题的关键.
37. (2022濮阳二模)如图,在中,,,,点E是的中点,点F是斜边上任意一点,连接,将沿对折得到,连接,则周长的最小值是____________.
【答案】
【解析】
【分析】以点E为圆心,以AE长为半径作圆,连接BE,交圆O于点,此时,BD的长度最小,即的周长最小,过点E作于点M,通过含30°角的直角三角形的性质和勾股定理进行求解即可.
【详解】
在中,,,,
,
由勾股定理得,
如图,以点E为圆心,以AE长为半径作圆,连接BE,交圆O于点,
此时,BD的长度最小,
将沿对折得到,点E是的中点,
,
的周长,
此时,的周长最小,
过点E作于点M,
,
由勾股定理得,
,
由勾股定理得,
,
的周长最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了三角形周长的最小值问题,涉及含30°角的直角三角形的性质和勾股定理等,熟练掌握知识点是解题的关键.
38. (2022南阳淅川一模)如图,⊙的半径为2,点为圆内一点,且,弦经过点.则图中阴影部分面积的最小值为________.
【答案】##
【解析】
【分析】当OP⊥AB时,弦AB长度最小,此时阴影部分面积最小,求出∠AOB的大小,利用计算即可.
【详解】解:当OP⊥AB时,弦AB长度最小,此时阴影部分面积最小
∵OP⊥AB,OP=,⊙O的半径为2
∴
∴∠AOP=45°
∴∠AOB=90°
故答案为:.
【点睛】本题考查了阴影部分面积计算,最值问题,三角函数等知识,解题的关键是能够理解当OP⊥AB时,阴影部分面积最小.
39. (2022南阳内乡一模)如图,在平行四边形中,,,点为边上的一个动点,连接并延长至点,使得,以、为邻边构造平行四边形,连接,则的最小值为______.
【15题答案】
【答案】
【解析】
【分析】根据题意和平行四边形的性质,可以得到ED和EF的比值,再根据三角形相似和最短距离,即可得到EG的最小值,本题得以解决.
【详解】解:作CH⊥AB于点H,
∵在▱ABCD中,∠B=60°,BC=4,
∴CH=2,
∵四边形ECGF是平行四边形,
∴EF∥CG,
∴△EOD∽△GOC,
∴,
∵DF=DE,
∴,
∴,
∴,
∴当EO取得最小值时,EG即可取得最小值,
当EO⊥CD时,EO取得最小值,
∴CH=EO,
∴EO=2,
∴GO=,
∴EG的最小值是2+=,
故答案为:.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质、三角形的相似、垂线段最短,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
40. (2022南阳内乡一模)如图,在扇形BOC中,∠BOC=60°,点D是的中点,点E,F分别为半径OC,OB上的动点.若OB=2,则△DEF周长的最小值为_______.
【14题答案】
【答案】
【解析】
【分析】连接OD,分别作D点关于OB、OC的对称点M、N,连接OM、ON,MN,MN交OB于F,交OC于E,交OD于P,如图,利用ED=EN,FM=FB得到△DEF的周长=MN,根据两点之间线段最短可判断此时△DEF的周长最小,接着证明∠MON=120°,OM=ON=2,然后计算出MN即可.
【详解】解:连接OD,分别作D点关于OB、OC的对称点M、N,连接OM、ON,MN,MN交OB于F,交OC于E,交OD于P,如图,
∵ED=EN,FM=FD,
∴△DEF的周长=ED+EF+FD=EN+EF+FM=MN,
∴此时△DEF的周长最小,
∵点D是的中点,
∴∠BOD=∠COD=∠BOC=30°,
∵M点与D点关于OB对称,
∴∠MOB=∠BOD=30°,OM=OD=2,
同理得∠NOC=∠COD=30°,ON=OD=2,
∵∠MON=120°,OM=ON=2,
而∠MOP=60°,
∴OP⊥MN,∠OMN=∠ONM=30°,
∴PM=PN,
在Rt△OPM中,OP=OM=1,
∴PM=OP=,
∴MN=2PM=2,
∴△DEF周长的最小值为2.
故答案为2.
【点睛】本题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.也考查了圆心角、弧、弦的关系和最短路径问题.
41. (2022洛阳一模)如图,在平行四边形ABCD中,,,,点E在线段BC上运动(含B、C两点).连接AE,以点A为中心,将线段AE逆时针旋转60°得到AF,连接DF,则线段DF长度的最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】以AB为边向右作等边△ABG,作射线GF交AD于点H,过点D作DM⊥GH于M.利用全等三角形的性质证明∠AGF=60°,得出点F在平行于AB的射线GH上运动,求出DM即可.
【详解】解:如图,以AB为边向右作等边△ABG,作射线GF交AD于点H,过点D作DM⊥GH于M.
∵四边形ABCD是平行四边形,∠B=60°,
∴∠BAD=120°,
∵△ABG是等边三角形,
∴∠BAG=∠EAF=60°,BA=GA,EA=FA,
∴∠BAE=∠FAG,
∴△BAE≌△GAF(SAS),
∴∠B=∠AGF=60°,
∴点F在在平行于AB的射线GH上运动,
∵∠HAG=∠AGF=60°,
∴△AHG是等边三角形,
∴AB=AG=AH=6,
∴DH=AD﹣AH=4,
∵∠DHM=∠AHG=60°,
∴DM=DH•sin60°,
根据垂线段最短可知,当点F与M重合时,DF的值最小,最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,旋转变换,等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,本题的突破点是证明点F的在射线GH上运动,属于中考填空题中的压轴题.
42. (2022洛阳二模)如图,正方形ABCD中,AB=6,点E为对角线AC上的动点,以DE为边作正方形DEFG,点H是CD上一点,DH=CD,连接GH,则GH的最小值为_______.
【答案】
【解析】
【分析】连接,证明,推出,推出点的运动轨迹是射线,根据垂线段最短可知,当时,的值最小.
【详解】连接,
四边形是正方形,四边形是正方形,
,,,,
,
,
,
点的运动轨迹是射线,
根据垂线段最短可知,当,的值最小,
,
,
最小值.
故答案为:.
【点睛】此题考查正方形的性质,关键是根据正方形的性质和三角形中位线定理解答.
43. (2022河南兰考一模)如图,在正方形中,,对角线上的有一动点E,以为边作正方形,点H是上一点,.连接,则的最小值是________.
【答案】
【解析】
【分析】连接CG.证明△ADE≌△CDG(SAS),推出∠DCG=∠DAE=45°,推出点G的运动轨迹是射线CG,根据垂线段最短可知,当GH⊥CG时,GH的值最小,最后根据正弦即可得出答案.
【详解】解:连接CG.
∵四边形ABCD是正方形,四边形DECG是正方形,
∴DA=DC,DE=DG,∠ADC=∠EDG=90°,∠DAC=45°,
∴∠ADE=∠CDG,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴∠DCG=∠DAE=45°,
∴点G的运动轨迹是射线CG,
根据垂线段最短可知,当GH⊥CG时,GH的值最小.
此时CH=
∴
故答案为:.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定及性质,垂线段最短,解决问题的关键是得到∠DCG=∠DAE=45°,及证明出点G的运动轨迹是射线CG.
44. (2022河南邓州二模)如图所示,在扇形OAB中,∠AOB=90°,半径OA=4,点F位于弧AB的处,且靠近点A的位置.点C、D分别在线段OA、OB上,CD=4,E为CD的中点,连接EF、BE.在CD滑动过程中(CD长度始终保持不变),当EF取最小值时,阴影部分的面积为_____.
【答案】
【解析】
【分析】如图,连接OF,OE,BF,取OF的中点T,连接BT,证明△OBF是等边三角形,利用直角三角形斜边中线的性质求出OE,EF≥OF−OE=2,推出当O,E,F共线时,EF的值最小,此时点E与点T重合,求出BT,根据阴影部分的面积=S扇形BOF-S△BOT计算即可.
【详解】:如图,连接OF,OE,BF,取OF的中点T,连接BT.
∵∠AOB=90°,,
∴∠BOF=60°,
∵CE=DE,
∴OE=CD=2,
∵OF=4,
∴EF≥OF−OE=2,
∴当O,E,F共线时,EF的值最小,此时点E与点T重合,OT=OE=2,
∵OF=OB,∠BOF=60°,
∴△BOF是等边三角形,
∵OT=TF,
∴BT⊥OF,
∴BT= ,
∴此时阴影部分的面积=S扇形BOF-S△BOT=,
故答案为:.
【点睛】本题考查了扇形面积的计算,等边三角形的判定与性质,直角三角形斜边中线的性质,勾股定理等知识,明确当O,E,F共线时,EF的值最小是解题的关键.
45.(2022陕师大附中三模) 如图,在正方形ABCD中,AB=4,P为对角线上一点,在边AD上方作∠QDA=45°,且QD=BP,连接PQ,则△PQD周长的最小值为 _____.
【答案】
【解析】
【分析】根据正方形性质得出BD=,根据QD=BP,得出C△PDQ=PQ+QD+PD=PQ+8,△PQD周长的最小,只要PQ最短,根据,得出,根据BD为正方形ABCD的对角线,得出∠ADB=45°,可证∠PDQ=∠ADB+∠QDA=45°+45°=90°,根据勾股定理PQ=即可.
【详解】解:∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=AD=4,∠A=90°,
∴BD=,
∵QD=BP,
∴PD+DQ=DP+BP=BD=8,
∵C△PDQ=PQ+QD+PD=PQ+8,
∴△PQD周长的最小,只要PQ最短,
∵|PQ-QD|≥0,
∴,
∴,
∴,
∵BD为正方形ABCD的对角线,
∴∠ADB=45°,
∵∠QDA=45°,
∴∠PDQ=∠ADB+∠QDA=45°+45°=90°,
∴PQ=,
∴PQ最小=,此时PD=QD,
∵PD+QD=8,
∴PD=QD=4,
∴PQ最小=,
∴△PQD周长的最小值为.
故答案为.
【点睛】本题考查正方形性质,直角三角形判定与性质,勾股定理,掌握正方形性质,直角三角形判定与性质,勾股定理是解题关键.
46.(2022西安高新一中三模) 如图,在▱ABCD中,AB=6,BC=8,∠ABC=60°,P是▱ABCD内一动点,且S△PBC=S△PAD,则PA+PD的最小值为______.
【答案】
【解析】
【分析】如图所示,过点P作直线,作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于E,交BC于F,连接,则,垂直于直线l,则,故当、P、D三点共线时,PA+PD有最小值,即,因此只需要求出的长即可利用勾股定理求解.
【详解】解:如图所示,过点P作直线,作点A关于直线l的对称点,连接交直线l于E,交BC于F,连接,则,垂直于直线l,
∴,
∴当、P、D三点共线时,PA+PD有最小值,即,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴,AD=BC,
∴,
∵AB=6,∠AFB=90°,∠ABC=60°,
∴∠BAF=30°,
∴BF=3,
∴,
∵S△PBC=S△PAD,
∴,
∴,
又∵AE+EF=AF,
∴,
∴,
∴,
∴PA+PD的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,轴对称最短路径问题,三角形面积,正确作出辅助线确定PA+PD的值最小时的情形是解题的关键.
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