
TOC \ "1-3" \n \p " " \h \z \u
\l "_Tc164095067" 題型01 將軍飲馬問(wèn)題
\l "_Tc164095068" 題型02 胡不歸問(wèn)題
\l "_Tc164095069" 題型03 阿氏圓問(wèn)題
\l "_Tc164095070" 題型04 隱圓問(wèn)題
\l "_Tc164095071" 題型05 費(fèi)馬點(diǎn)問(wèn)題
\l "_Tc164095072" 題型06 瓜豆原理模型
\l "_Tc164095073" 題型07 等腰(邊)三角形存在問(wèn)題
\l "_Tc164095074" 題型08 直角三角形存在問(wèn)題
\l "_Tc164095075" 題型09 平行四邊形存在問(wèn)題
\l "_Tc164095076" 題型10 矩形、菱形、正方形存在問(wèn)題
\l "_Tc164095077" 題型11 全等/相似存在性問(wèn)題
\l "_Tc164095078" 題型12 角度存在性問(wèn)題
【命題趨勢(shì)】動(dòng)態(tài)幾何問(wèn)題是近年來(lái)中考的一個(gè)重難點(diǎn)問(wèn)題,以運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)探究幾何圖形或函數(shù)與幾何圖形的變化規(guī)律,從而確定某一圖形的存在性問(wèn)題.隨之產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)幾何試題就是研究在幾何圖形的運(yùn)動(dòng)中,伴隨著出現(xiàn)一定的圖形位置、數(shù)量關(guān)系的“變”與“不變”性的試題.
【基本原理】
1)基本原理(定點(diǎn)到定點(diǎn)):兩點(diǎn)之間,線段最短.
2)三角形兩邊之和>第三邊
3)基本原理(定點(diǎn)到定線):垂線段最短.
4)平行線的距離處處相等.
5)基本原理(定點(diǎn)到定圓):點(diǎn)圓之間,點(diǎn)心線截距最短(長(zhǎng)).
6)基本原理(定線到定圓):線圓之間,心垂線截距最短.
7)基本原理(定圓到定圓):圓圓之間,連心線截距最短(長(zhǎng)).
【解題思路】
1)動(dòng)態(tài)幾何問(wèn)題是以幾何圖形為背景的,幾何圖形有直線型和曲線型兩種,那么動(dòng)態(tài)幾何也有直線型的和曲線型的兩類,即全等三角形、相似三角形中的動(dòng)態(tài)幾何問(wèn)題,也有圓中的動(dòng)態(tài)問(wèn)題.有點(diǎn)動(dòng)、線動(dòng)、面動(dòng),就其運(yùn)動(dòng)形式而言,有平移、旋轉(zhuǎn)、翻折、滾動(dòng)等.根據(jù)其運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),又可分為(1) 動(dòng)點(diǎn)類(點(diǎn)在線段或弧線上運(yùn)動(dòng))也包括一個(gè)動(dòng)點(diǎn)或兩個(gè)動(dòng)點(diǎn); (2) 動(dòng)直線類;(3)動(dòng)圖形問(wèn)題.
2)解決動(dòng)態(tài)幾何題,通過(guò)觀察,對(duì)幾何圖形運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的探索,發(fā)現(xiàn)其中的“變量”和“定量”動(dòng)中求靜,即在運(yùn)動(dòng)變化中探索問(wèn)題中的不變性;動(dòng)靜互化抓住“靜”的瞬間,使一般情形轉(zhuǎn)化為特殊問(wèn)題,從而找到“動(dòng)與靜”的關(guān)系;這需要有極敏銳的觀察力和多種情況的分析能力,加以想象、結(jié)合推理,得出結(jié)論.解決這類問(wèn)題,要善于探索圖形的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和規(guī)律抓住變化中圖形的性質(zhì)與特征,化動(dòng)為靜,以靜制動(dòng).解決運(yùn)動(dòng)型試題需要用運(yùn)動(dòng)與變化的眼光去觀察和研究圖形,把握?qǐng)D形運(yùn)動(dòng)與變化的全過(guò)程,抓住其中的等量關(guān)系和變量關(guān)系,并特別關(guān)注--些不變量和不變關(guān)系或特殊關(guān)系.
3)動(dòng)態(tài)幾何形成的存在性問(wèn)題,重點(diǎn)和難點(diǎn)在于應(yīng)用分類思想和數(shù)形結(jié)合的思想準(zhǔn)確地進(jìn)行分類,包括等腰(邊)三角形存在問(wèn)題,直角三角形存在問(wèn)題,平行四邊形存在問(wèn)題,矩形、菱形、正方形存在問(wèn)題.全等三角形存在問(wèn)題,相似三角形存在問(wèn)題等.
題型01 將軍飲馬問(wèn)題
1.(2023·遼寧盤錦·中考真題)如圖,四邊形ABCD是矩形,AB=10,AD=42,點(diǎn)P是邊AD上一點(diǎn)(不與點(diǎn)A,D重合),連接PB,PC.點(diǎn)M,N分別是PB,PC的中點(diǎn),連接MN,AM,DN,點(diǎn)E在邊AD上,ME∥DN,則AM+ME的最小值是( )
A.23B.3C.32D.42
【答案】C
【分析】根據(jù)直線三角形斜邊中線的性質(zhì)可得AM=12BP,DN=12CP,通過(guò)證明四邊形MNDE是平行四邊形,可得ME=DN,則AM+ME=AM+DN=12BP+CP,作點(diǎn)C關(guān)于直線AD的對(duì)稱點(diǎn)M,則BP+CP=BP+PM,點(diǎn)B,P,M三點(diǎn)共線時(shí),BP+PM的值最小,最小值為BM.
【詳解】解:∵四邊形ABCD是矩形,
∴ ∠BAP=∠CDP=90°,AD∥BC,
∵點(diǎn)M,N分別是PB,PC的中點(diǎn),
∴ AM=12BP,DN=12CP,MN=12BC,MN∥BC,
∵ AD∥BC,MN∥BC,
∴ MN∥BC,
又∵ ME∥DN,
∴四邊形MNDE是平行四邊形,
∴ ME=DN,
∴ AM+ME=AM+DN=12BP+CP,
如圖,作點(diǎn)C關(guān)于直線AD的對(duì)稱點(diǎn)M,連接PM,BM,
則BP+CP=BP+PM,
當(dāng)點(diǎn)B,P,M三點(diǎn)共線時(shí),BP+PM的值最小,最小值為BM,
在Rt△BCM中,MC=2CD=2AB=210,BC=AD=42,
∴ BM=BC2+MC2=422+2102=62,
∴ AM+ME的最小值=12BM=32,
故選C.
【點(diǎn)睛】本題考查矩形的性質(zhì),直線三角形斜邊中線的性質(zhì),中位線的性質(zhì),平行四邊形的判定與性質(zhì),軸對(duì)稱的性質(zhì),勾股定理,線段的最值問(wèn)題等,解題的關(guān)鍵是牢固掌握上述知識(shí)點(diǎn),熟練運(yùn)用等量代換思想.
2.(2023·廣東廣州·中考真題)如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,點(diǎn)E在邊BC上,且BE=1,F(xiàn)為對(duì)角線BD上一動(dòng)點(diǎn),連接CF,EF,則CF+EF的最小值為 .
【答案】17
【分析】連接AE交BD于一點(diǎn)F,連接CF,根據(jù)正方形的對(duì)稱性得到此時(shí)CF+EF=AE最小,利用勾股定理求出AE即可.
【詳解】解:如圖,連接AE交BD于一點(diǎn)F,連接CF,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴點(diǎn)A與點(diǎn)C關(guān)于BD對(duì)稱,
∴AF=CF,
∴CF+EF=AF+EF=AE,此時(shí)CF+EF最小,
∵正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,
∴AD=4,∠ABC=90°,
∵點(diǎn)E在AB上,且BE=1,
∴AE=AB2+BE2=42+12=17,即CF+EF的最小值為17
故答案為:17.
【點(diǎn)睛】此題考查正方形的性質(zhì),熟練運(yùn)用勾股定理計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
3.(2023·四川宜賓·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,等腰直角三角形ABC的直角頂點(diǎn)C3,0,頂點(diǎn)A、B6,m恰好落在反比例函數(shù)y=kx第一象限的圖象上.
(1)分別求反比例函數(shù)的表達(dá)式和直線AB所對(duì)應(yīng)的一次函數(shù)的表達(dá)式;
(2)在x軸上是否存在一點(diǎn)P,使△ABP周長(zhǎng)的值最?。舸嬖冢蟪鲎钚≈担蝗舨淮嬖?,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)y=6x,y=?12x+4
(2)在x軸上存在一點(diǎn)P5,0,使△ABP周長(zhǎng)的值最小,最小值是25+42.
【分析】(1)過(guò)點(diǎn)A作AE⊥x軸于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)B作BD⊥x軸于點(diǎn)D,證明△ACE≌△CBDAAS,則CD=AE=3,BD=EC=m,由OE=3?m得到點(diǎn)A的坐標(biāo)是3?m,3,由A、B6,m恰好落在反比例函數(shù)y=kx第一象限的圖象上得到33?m=6m,解得m=1,得到點(diǎn)A的坐標(biāo)是2,3,點(diǎn)B的坐標(biāo)是6,1,進(jìn)一步用待定系數(shù)法即可得到答案;
(2)延長(zhǎng)AE至點(diǎn)A',使得EA'=AE,連接A'B交x軸于點(diǎn)P,連接AP,利用軸對(duì)稱的性質(zhì)得到AP=A'P,A'2,?3,則AP+PB=A'B,由AB=25知AB是定值,此時(shí)△ABP的周長(zhǎng)為AP+PB+AB=AB+A'B最小,利用待定系數(shù)法求出直線A'B的解析式,求出點(diǎn)P的坐標(biāo),再求出周長(zhǎng)最小值即可.
【詳解】(1)解:過(guò)點(diǎn)A作AE⊥x軸于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)B作BD⊥x軸于點(diǎn)D,
則∠AEC=∠CDB=90°,
∵點(diǎn)C3,0,B6,m,
∴OC=3,OD=6, BD=m,
∴CD=OD?OC=3,
∵△ABC是等腰直角三角形,
∴∠ACB=90°,AC=BC,
∵∠ACE+∠BCD=∠CBD+∠BCD=90°,
∴∠ACE=∠CBD,
∴△ACE≌△CBDAAS,
∴CD=AE=3,BD=EC=m,
∴OE=OC?EC=3?m,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)是3?m,3,
∵A、B6,m恰好落在反比例函數(shù)y=kx第一象限的圖象上.
∴33?m=6m,
解得m=1,
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)是2,3,點(diǎn)B的坐標(biāo)是6,1,
∴k=6m=6,
∴反比例函數(shù)的解析式是y=6x,
設(shè)直線AB所對(duì)應(yīng)的一次函數(shù)的表達(dá)式為y=px+q,把點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo)代入得,
2p+q=36p+q=1,解得p=?12q=4,
∴直線AB所對(duì)應(yīng)的一次函數(shù)的表達(dá)式為y=?12x+4,
(2)延長(zhǎng)AE至點(diǎn)A',使得EA'=AE,連接A'B交x軸于點(diǎn)P,連接AP,
∴點(diǎn)A與點(diǎn)A'關(guān)于x軸對(duì)稱,
∴AP=A'P,A'2,?3,
∵AP+PB=A'P+PB=A'B,
∴AP+PB的最小值是A'B的長(zhǎng)度,
∵AB=2?62+3?12=25,即AB是定值,
∴此時(shí)△ABP的周長(zhǎng)為AP+PB+AB=AB+A'B最小,
設(shè)直線A'B的解析式是y=nx+t,
則2n+t=?36n+t=1,
解得n=1t=?5,
∴直線A'B的解析式是y=x?5,
當(dāng)y=0時(shí),0=x?5,解得x=5,
即點(diǎn)P的坐標(biāo)是5,0,
此時(shí)AP+PB+AB=AB+A'B=25+2?62+?3?12=25+42,
綜上可知,在x軸上存在一點(diǎn)P5,0,使△ABP周長(zhǎng)的值最小,最小值是25+42.
【點(diǎn)睛】此題考查了反比例函數(shù)和一次函數(shù)的圖象和性質(zhì)、用到了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、勾股定理求兩點(diǎn)間距離、軸對(duì)稱最短路徑問(wèn)題、全等三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),數(shù)形結(jié)合和準(zhǔn)確計(jì)算是解題的關(guān)鍵.
題型02 胡不歸問(wèn)題
4.(2022·內(nèi)蒙古鄂爾多斯·中考真題)如圖,在△ABC中,AB=AC=4,∠CAB=30°,AD⊥BC,垂足為D,P為線段AD上的一動(dòng)點(diǎn),連接PB、PC.則PA+2PB的最小值為 .
【答案】42
【分析】在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,此時(shí)PA+2PB=212PA+PB=12PF+PB=2BF,通過(guò)解直角三角形ABF,進(jìn)一步求得結(jié)果.
【詳解】解:如圖,
在∠BAC的外部作∠CAE=15°,作BF⊥AE于F,交AD于P,
此時(shí)PA+2PB最小,
∴∠AFB=90°
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠CAD=∠BAD=12∠BAC=12×30°=15°,
∴∠EAD=∠CAE+∠CAD=30°,
∴PF=12PA,
∴PA+2PB=212PA+PB=12PF+PB=2BF,
在Rt△ABF中,AB=4,∠BAF=∠BAC+∠CAE=45°,
∴BF=AB?sin45°=4×22=22,
∴(PA+2PB)最大=2BF=42,
故答案為:42.
【點(diǎn)睛】本題考查了等腰三角形的性質(zhì),解直角直角三角形,解題的關(guān)鍵是作輔助線.
5.(2023·湖南湘西·中考真題)如圖,⊙O是等邊三角形ABC的外接圓,其半徑為4.過(guò)點(diǎn)B作BE⊥AC于點(diǎn)E,點(diǎn)P為線段BE上一動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)P不與B,E重合),則CP+12BP的最小值為 .
【答案】6
【分析】過(guò)點(diǎn)P作PD⊥AB,連接CO并延長(zhǎng)交AB于點(diǎn)F,連接AO,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)和圓內(nèi)接三角形的性質(zhì)得到OA=OB=4,CF⊥AB,然后利用含30°角直角三角形的性質(zhì)得到OE=12OA=2,進(jìn)而求出BE=BO+EO=6,然后利用CP+12BP=CP+PD≤CF代入求解即可.
【詳解】如圖所示,過(guò)點(diǎn)P作PD⊥AB,連接CO并延長(zhǎng)交AB于點(diǎn)F,連接AO
∵△ABC是等邊三角形,BE⊥AC
∴∠ABE=∠CBE=12∠ABC=30°
∵⊙O是等邊三角形ABC的外接圓,其半徑為4
∴OA=OB=4,CF⊥AB,
∴∠OBA=∠OAB=30°
∴∠OAE=∠OAB=12∠BAC=30°
∵BE⊥AC
∴OE=12OA=2
∴BE=BO+EO=6
∵PD⊥AB,∠ABE=30°
∴PD=12PB
∴CP+12BP=CP+PD≤CF
∴CP+12BP的最小值為CF的長(zhǎng)度
∵△ABC是等邊三角形,BE⊥AC,CF⊥AB
∴CF=BE=6
∴CP+12BP的最小值為6.
故答案為:6.
【點(diǎn)睛】此題考查了圓內(nèi)接三角形的性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),含30°角直角三角形的性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是熟練掌握以上知識(shí)點(diǎn).
6.(2023·遼寧錦州·中考真題)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=4,按下列步驟作圖:①在AC和AB上分別截取AD、AE,使AD=AE.②分別以點(diǎn)D和點(diǎn)E為圓心,以大于12DE的長(zhǎng)為半徑作弧,兩弧在∠BAC內(nèi)交于點(diǎn)M.③作射線AM交BC于點(diǎn)F.若點(diǎn)P是線段AF上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接CP,則CP+12AP的最小值是 .
【答案】23
【分析】過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥AB于點(diǎn)Q,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥AB于點(diǎn)H,先利用角平分線和三角形的內(nèi)角和定理求出∠BAF=30°,然后利用含30°的直角三角的性質(zhì)得出PQ=12AP,則CP+12AP=CP+PQ≥CH,當(dāng)C、P、Q三點(diǎn)共線,且與AB垂直時(shí),CP+12AP最小,CP+12AP最小值為CH,利用含30°的直角三角的性質(zhì)和勾股定理求出AB,BC,最后利用等面積法求解即可.
【詳解】解:過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥AB于點(diǎn)Q,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥AB于點(diǎn)H,
由題意知:AF平分∠BAC,
∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,
∴∠BAC=60°,
∴∠BAF=12∠BAC=30°,
∴PQ=12AP,
∴CP+12AP=CP+PQ≥CH,
∴當(dāng)C、P、Q三點(diǎn)共線,且與AB垂直時(shí),CP+12AP最小,CP+12AP最小值為CH,
∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,AC=4,
∴AB=2AC=8,
∴BC=AB2?AC2=43,
∵S△ABC=12AC?BC=12AB?CH,
∴CH=AC?BCAB=4×438=23,
即CP+12AP最小值為23.
故答案為:23.
【點(diǎn)睛】本題考查了尺規(guī)作圖-作角平分線,含30°的直角三角形的性質(zhì),勾股定理等知識(shí),注意掌握利用等積法求三角形的高或點(diǎn)的線的距離的方法.
題型03 阿氏圓問(wèn)題
7.(2023·山東煙臺(tái)·中考真題)如圖,拋物線y=ax2+bx+5與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,AB=4.拋物線的對(duì)稱軸x=3與經(jīng)過(guò)點(diǎn)A的直線y=kx?1交于點(diǎn)D,與x軸交于點(diǎn)E.
(1)求直線AD及拋物線的表達(dá)式;
(2)在拋物線上是否存在點(diǎn)M,使得△ADM是以AD為直角邊的直角三角形?若存在,求出所有點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)以點(diǎn)B為圓心,畫半徑為2的圓,點(diǎn)P為⊙B上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),請(qǐng)求出PC+12PA的最小值.
【答案】(1)直線AD的解析式為y=x?1;拋物線解析式為y=x2?6x+5
(2)存在,點(diǎn)M的坐標(biāo)為4,?3或0,5 或5,0
(3)41
【分析】
(1)根據(jù)對(duì)稱軸x=3,AB=4,得到點(diǎn)A及B的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求解析式即可;
(2)先求出點(diǎn)D的坐標(biāo),再分兩種情況:①當(dāng)∠DAM=90°時(shí),求出直線AM的解析式為y=?x+1,解方程組y=?x+1y=x2?6x+5,即可得到點(diǎn)M的坐標(biāo);②當(dāng)∠ADM=90°時(shí),求出直線DM的解析式為y=?x+5,解方程組y=?x+5y=x2?6x+5,即可得到點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)在AB上取點(diǎn)F,使BF=1,連接CF,證得BFPB=PBAB,又∠PBF=∠ABP,得到△PBF∽△ABP,推出PF=12PA,進(jìn)而得到當(dāng)點(diǎn)C、P、F三點(diǎn)共線時(shí),PC+12PA的值最小,即為線段CF的長(zhǎng),利用勾股定理求出CF即可.
【詳解】(1)解:∵拋物線的對(duì)稱軸x=3,AB=4,
∴A1,0,B5,0,
將A1,0代入直線y=kx?1,得k?1=0,
解得k=1,
∴直線AD的解析式為y=x?1;
將A1,0,B5,0代入y=ax2+bx+5,得
a+b+5=025a+5b+5=0,解得a=1b=?6,
∴拋物線的解析式為y=x2?6x+5;
(2)存在點(diǎn)M,
∵直線AD的解析式為y=x?1,拋物線對(duì)稱軸x=3與x軸交于點(diǎn)E.
∴當(dāng)x=3時(shí),y=x?1=2,
∴D3,2,
①當(dāng)∠DAM=90°時(shí),
設(shè)直線AM的解析式為y=?x+c,將點(diǎn)A坐標(biāo)代入,
得?1+c=0,
解得c=1,
∴直線AM的解析式為y=?x+1,
解方程組y=?x+1y=x2?6x+5,
得x=1y=0或x=4y=?3,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為4,?3;
②當(dāng)∠ADM=90°時(shí),
設(shè)直線DM的解析式為y=?x+d,將D3,2代入,
得?3+d=2,
解得d=5,
∴直線DM的解析式為y=?x+5,
解方程組y=?x+5y=x2?6x+5,
解得x=0y=5或x=5y=0,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為0,5 或5,0
綜上,點(diǎn)M的坐標(biāo)為4,?3或0,5 或5,0;
(3)如圖,在AB上取點(diǎn)F,使BF=1,連接CF,
∵PB=2,
∴BFPB=12,
∵PBAB=24=12,、
∴BFPB=PBAB,
又∵∠PBF=∠ABP,
∴△PBF∽△ABP,
∴PFPA=BFPB=12,即PF=12PA,
∴PC+12PA=PC+PF≥CF,
∴當(dāng)點(diǎn)C、P、F三點(diǎn)共線時(shí),PC+12PA的值最小,即為線段CF的長(zhǎng),
∵OC=5,OF=OB?1=5?1=4,
∴CF=OC2+OF2=52+42=41,
∴PC+12PA的最小值為41.
【點(diǎn)睛】此題是一次函數(shù),二次函數(shù)及圓的綜合題,掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,直角三角形的性質(zhì),勾股定理,相似三角形的判定和性質(zhì),求兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo),正確掌握各知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.
8.(2023·山東濟(jì)南·一模)拋物線y=?12x2+a?1x+2a與x軸交于Ab,0,B4,0兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C0,c,點(diǎn)P是拋物線在第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且在對(duì)稱軸右側(cè).
(1)求a,b,c的值;
(2)如圖1,連接BC、AP,交點(diǎn)為M,連接PB,若S△PMBS△AMB=14,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,在(2)的條件下,過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線交x軸于點(diǎn)E,將線段OE繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到OE',旋轉(zhuǎn)角為α(0°AC,BC>AB,
∴BC+AB>AC+AB,BC+AC>AB+AC,
∴三個(gè)頂點(diǎn)中,頂點(diǎn)A到另外兩個(gè)頂點(diǎn)的距離和最?。?br>又∵已知當(dāng)△ABC有一個(gè)內(nèi)角大于或等于120°時(shí),“費(fèi)馬點(diǎn)”為該三角形的某個(gè)頂點(diǎn).
∴該三角形的“費(fèi)馬點(diǎn)”為點(diǎn)A,
故答案為:①等邊;②兩點(diǎn)之間線段最短;③120°;④A.
(2)將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△A'P'C,連接PP',
由(1)可知當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),PA+PB+PC取最小值,最小值為A'B,
∵∠ACP=∠A'CP',
∴∠ACP+∠BCP=∠A'CP'+∠BCP=∠ACB=30°,
又∵∠PCP'=60°
∴∠BCA'=∠A'CP'+∠BCP+∠PCP'=90°,
由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)可知:AC=A'C=3,
∴A'B=BC2+A'C2=42+32=5,
∴PA+PB+PC最小值為5,
(3)∵總的鋪設(shè)成本=PA·a+PB·a+PC·2a=a(PA+PB+2PC)
∴當(dāng)PA+PB+2PC最小時(shí),總的鋪設(shè)成本最低,
將△APC繞,點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△A'P'C,連接PP',A'B
由旋轉(zhuǎn)性質(zhì)可知:P'C=PC,∠PCP'=∠ACA'=90°,P'A'=PA,A'C=AC=4km,
∴PP'=2PC,
∴PA+PB+2PC=P'A'+PB+PP',
當(dāng)B,P,P',A在同一條直線上時(shí),P'A'+PB+PP'取最小值,即PA+PB+2PC取最小值為A'B,
過(guò)點(diǎn)A'作A'H⊥BC,垂足為H,
∵∠ACB=60°,∠ACA'=90°,
∴∠A'CH=30°,
∴A'H=12A'C=2km,
∴HC=AC2?AH2=42?22=23(km),
∴BH=BC+CH=23+23=43(km),
∴A'B=AH2+BH2=(43)2+22=213(km)
PA+PB+2PC的最小值為213km
總的鋪設(shè)成本=PA·a+PB·a+PC·2a=a(PA+PB+2PC)=213a(元)
故答案為:213a
【點(diǎn)睛】本題考查了費(fèi)馬點(diǎn)求最值問(wèn)題,涉及到的知識(shí)點(diǎn)有旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等邊三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,以及兩點(diǎn)之間線段最短等知識(shí)點(diǎn),讀懂題意,利用旋轉(zhuǎn)作出正確的輔助線是解本題的關(guān)鍵.
15.(2021·山東濟(jì)南·三模)如圖(1),P為△ABC所在平面上一點(diǎn),且∠APB=∠BPC=∠CPA=120°,則點(diǎn)P叫做△ABC的費(fèi)馬點(diǎn).
(1)若點(diǎn)P是等邊三角形三條中線的交點(diǎn),點(diǎn)P (填是或不是)該三角形的費(fèi)馬點(diǎn).
(2)如果點(diǎn)P為銳角△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),且∠ABC=60°.求證:△ABP∽△BCP;
(3)已知銳角△ABC,分別以AB、AC為邊向外作正△ABE和正△ACD,CE和BD相交于P點(diǎn).如圖(2)
①求∠CPD的度數(shù);
②求證:P點(diǎn)為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn).
【答案】(1)是;(2)見解析;(3)①60°,②見解析
【分析】(1)由等邊三角形的性質(zhì)證明∠ABP=∠PAB=30°, 可得∠APB=120°, 同法可得:∠APC=∠BPC=120°, 從而可得結(jié)論;
(2)由P為銳角△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),且∠ABC=60°,證明∠PAB=∠PBC,∠APB=∠BPC=120°,從而可得△ABP∽△BCP;
(3)①如圖2所示:由△ABE與△ACD都為等邊三角形,證明△ACE≌△ADB(SAS),利用全等三角形的性質(zhì)可得∠CPD=∠6=∠5=60°; ② 先證明△ADF∽△PCF,可得AFPF=DFCF, 再證明△AFP∽△DFC.可得∠APC=∠CPD+∠APF=120°,再證明∠BPC=120°,從而可得結(jié)論.
【詳解】解:(1)如圖1所示:
∵AB=BC,BM是AC的中線,
∴MB平分∠ABC.
同理:AN平分∠BAC,PC平分∠BCA.
∵△ABC為等邊三角形,
∴∠ABP=30°,∠BAP=30°.
∴∠APB=120°.
同理:∠APC=120°,∠BPC=120°.
∴P是△ABC的費(fèi)馬點(diǎn).
故答案為:是.
(2)∵P為銳角△ABC的費(fèi)馬點(diǎn),且∠ABC=60°.
∴ ∠APB=∠BPC=120°,
∴ ∠PAB+∠PBA=180°﹣∠APB=60°,∠PBC+∠PBA=∠ABC=60°,
∴∠PAB=∠PBC,
∴△ABP∽△BCP.
(3)如圖2所示:
①∵△ABE與△ACD都為等邊三角形,
∴∠BAE=∠CAD=60°,AE=AB,AC=AD,
∴∠BAE+∠BAC=∠CAD+∠BAC,即∠EAC=∠BAD,
在△ACE和△ABD中,{AC=AD∠EAC=∠BADAE=AB
∴△ACE≌△ADB(SAS),
∴∠1=∠2,
∵∠3=∠4,
∴∠CPD=∠6=∠5=60°;
②證明:∵∠1=∠2,∠3=∠4,
∴ △ADF∽△PCF,
∴AFPF=DFCF,
∵∠AFP=∠CFD,
∴△AFP∽△DFC.
∴∠APF=∠ACD=60°,
∴∠APC=∠CPD+∠APF=120°,
∵∠6=60°,
∴∠BPC=120°,
∴∠APB=360°﹣∠BPC﹣∠APC=120°,
∴P點(diǎn)為△ABC的費(fèi)馬點(diǎn).
【點(diǎn)睛】本題考查的是等邊三角形的性質(zhì),三角形全等的判定與性質(zhì),三角形相似的判定與性質(zhì),確定圖中隱含的全等三角形與相似三角形是解題的關(guān)鍵.
題型06 瓜豆原理模型
16.(22-23九年級(jí)上·江蘇揚(yáng)州·階段練習(xí))如圖,A是⊙B上任意一點(diǎn),點(diǎn)C在⊙B外,已知AB=2,BC=4,△ACD是等邊三角形,則△BCD的面積的最大值為( )
A.43+4B.4C.43+8D.6
【答案】A
【分析】以BC為邊向上作等邊三角形BCM,連接DM,證明△DCM≌△ACB得到DM=AB=2,分析出點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)軌跡是以點(diǎn)M為圓心,DM長(zhǎng)為半徑的圓,在求出點(diǎn)D到線段BC的最大距離,即可求出面積的最大值.
【詳解】解:如圖,以BC為邊向上作等邊三角形BCM,連接DM,
∵∠DCA=∠MCB=60°,
∴∠DCA?∠ACM=∠MCB?∠ACM,即∠DCM=∠ACB,
在△DCM和△ACB中,
DC=AC∠DCM=∠ACBMC=BC,
∴△DCM≌△ACBSAS,
∴DM=AB=2,
∴點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)軌跡是以點(diǎn)M為圓心,DM長(zhǎng)為半徑的圓,要使△BCD的面積最大,則求出點(diǎn)D到線段BC的最大距離,
∵△BCM是邊長(zhǎng)為4的等邊三角形,
∴點(diǎn)M到BC的距離為23,
∴點(diǎn)D到BC的最大距離為23+2,
∴△BCD的面積最大值是12×4×23+2=43+4,
故選A.
【點(diǎn)睛】本題考查了動(dòng)點(diǎn)軌跡是圓的問(wèn)題,解決本題的關(guān)鍵是利用構(gòu)造全等三角形找到動(dòng)點(diǎn)D的軌跡圓,再求出圓上一點(diǎn)到定線段距離的最大值.
17.(2022·廣東河源·二模)如圖,已知AC=2AO=8,平面內(nèi)點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離為2,連接AP,若∠APB=60°且BP=12AP,連接AB,BC,則線段BC的最小值為 .
【答案】27?3
【分析】如圖所示,延長(zhǎng)PB到D使得PB=DB,先證明△APD是等邊三角形,從而推出ABP=90°,∠BAP=30°,以AO為斜邊在AC下方作Rt△AMO,使得∠MAO=30°,連接CM,過(guò)點(diǎn)M作MH⊥AC于H,解直角三角形得到AMAO=ABAP=32,從而證明△AMB∽△AOP,得到BMOP=ABAP=32,則BM=3,則點(diǎn)B在以M為圓心,以3為半徑的圓上,當(dāng)M、B、C三點(diǎn)共線時(shí),即點(diǎn)B在點(diǎn)B'的位置時(shí),BC有最小值,據(jù)此求解即可.
【詳解】解:如圖所示,延長(zhǎng)PB到D使得PB=DB,
∵BP=12AP,
∴AP=PD=2PB,
又∵∠APB=60°,
∴△APD是等邊三角形,
∵B為PD的中點(diǎn),
∴AB⊥DP,即∠ABP=90°,
∴∠BAP=30°,
以AO為斜邊在AC下方作Rt△AMO,使得∠MAO=30°,連接CM,過(guò)點(diǎn)M作MH⊥AC于H,
∴cs∠OAM=AMAO=32,
同理可得ABAP=32,
∵∠OAM=30°=∠PAB,
∴∠BAM=∠PAO,
又∵AMAO=ABAP=32,
∴△AMB∽△AOP,
∴BMOP=ABAP=32,
∵點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離為2,即OP=2,
∴BM=3,
∴點(diǎn)B在以M為圓心,以3為半徑的圓上,
連接CM交圓M(半徑為3)于B',
∴當(dāng)M、B、C三點(diǎn)共線時(shí),即點(diǎn)B在點(diǎn)B'的位置時(shí),BC有最小值,
∵AC=2AO=8,
∴AO=4,
∴AM=AO?cs∠OAM=23,
∴AH=AM?cs∠MAH=3,HM=AM?sin∠MAH=3,
∴CH=5,
∴CM=HM2+CH2=27,
∴B'C=CM?MB'=27?3,
∴BC的最小值為27?3,
故答案為:27?3.
【點(diǎn)睛】本題主要考查了等邊三角形的性質(zhì)與判定,解直角三角形,相似三角形的性質(zhì)與判定,勾股定理,圓外一點(diǎn)到圓上一點(diǎn)的最值問(wèn)題,解題的關(guān)鍵在于能夠熟練掌握瓜豆模型即證明點(diǎn)B在以M為圓心,半徑為3的圓上運(yùn)動(dòng).
18.(23-24九年級(jí)上·江蘇宿遷·階段練習(xí))如圖,線段AB為⊙O的直徑,點(diǎn)C在AB的延長(zhǎng)線上,AB=4,BC=2,點(diǎn)P是⊙O上一動(dòng)點(diǎn),連接CP,以CP為斜邊在PC的上方作Rt△PCD,且使∠DCP=60°,連接OD,則OD長(zhǎng)的最大值為 .
【答案】23+1/1+23
【分析】作△COE,使得∠CEO=90°,∠ECO=60°,則CO=2CE,OE=23,∠OCP=∠ECD,由△COP∽△CED,推出OPED=CPCD=2,即ED=12OP=1(定長(zhǎng)),由點(diǎn)E是定點(diǎn),DE是定長(zhǎng),點(diǎn)D在半徑為1的⊙E上,由此即可解決問(wèn)題.
【詳解】解:如圖,作△COE,使得∠CEO=90°,∠ECO=60°,則CO=2CE,OE=23,∠OCP=∠ECD,
∵∠CDP=90°,∠DCP=60°,
∴CP=2CD,
∴ COCE=CPCD=2,
∴△COP∽△CED,
∴ OPED=CPCD=2,
即ED=12OP=1(定長(zhǎng)),
∵點(diǎn)E是定點(diǎn),DE是定長(zhǎng),
∴點(diǎn)D在半徑為1的⊙E上,
∵OD≤OE+DE=23+1,
∴OD的最大值為23+1,
故答案為:23+1.
【點(diǎn)睛】本題考查了相似三角形的判定和性質(zhì)、兩圓的位置關(guān)系、軌跡等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造相似三角形解決問(wèn)題,屬于中考?jí)狠S題.
19.(20-21九年級(jí)·陜西西安·開學(xué)考試)在菱形ABCD中,∠BAD=120°,E是對(duì)角線BD上的一點(diǎn),連接AE.
(1)當(dāng)E在AB的中垂線上時(shí),把射線EA繞點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后交CD于F,連接BF.如圖①,若AB=4,求EF的長(zhǎng).
(2)在(1)的條件下,連接BF,把△BEF繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到△BHK如圖②,連接CH,點(diǎn)N為CH的中點(diǎn),連接AN,求AN的最大值.
【答案】(1)EF=83 (2)833
【分析】(1)通過(guò)菱形性質(zhì)證明AE=BE,在Rt△DAE中,利用勾股定理求出AE的長(zhǎng)度,再Rt△DAE中,可以得到DE=2AE,在等腰△DEF中,利用角度推導(dǎo)出DE=3EF,代入數(shù)值求解即可.
(2)判斷出點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而知道點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)軌跡,根據(jù)三角形三邊關(guān)系,即可得到AN的最大值.
【詳解】(1)解:過(guò)點(diǎn)F作FM⊥BD于點(diǎn)M,如下圖:
∵四邊形ABCD是菱形,且∠BAD=120°
∴AD=AB=4,∠ABC=∠ADC=60°
∵BD為菱形對(duì)角線
∴∠ABE=∠ADE=∠FDE=30°,
又∵E在AB的中垂線上
∴AE=BE
∴∠BAE=∠ABE=30°
∴∠AED=60°,∠EAD=∠BAD?∠BAE=120°?30°=90°
在Rt△DAE中,∠ADE=30°
∴DE=2AE
設(shè):AE=x,則DE=2x
∵AE2+AD2=DE2
即:x2+42=(2x)2
解得:x=433
∴DE=833
∵∠AEF=90°,∠AED=60°
∴∠FED=30°
∴∠FED=∠FDE
∴EF=DF
又∵FM⊥BD
∴EM=DM
∴DE=2EM=2×32EF=3EF
∴833=3EF
∴EF=83
(2)連接AC,延長(zhǎng)AE交BC于點(diǎn)M,則有AM⊥BC,點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)軌跡是以點(diǎn)B為圓心,BH為半徑的圓,因?yàn)辄c(diǎn)C為固定點(diǎn),點(diǎn)N為CH的中點(diǎn),所以點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)軌跡是以點(diǎn)M為圓心,NM為半徑的圓,如下圖:
此時(shí):在△AMN在,AM+MN≥AN,當(dāng) A、M、N三點(diǎn)共線時(shí),AN最大
則:在Rt△AMC中,CM=12AC=2
∵AM2=AC2?CM2
∴AM2=12
∴AM=23
又∵M(jìn)點(diǎn)是BC的中點(diǎn),N是CH的中點(diǎn)
∴MN=12BH=12BE=233
∴AN=23+233=833
【點(diǎn)睛】本題看考查勾股定理,等腰三角形性質(zhì).瓜豆模型等相關(guān)知識(shí)點(diǎn),根據(jù)題意列出相關(guān)等量關(guān)系是解題重點(diǎn).
20.(21-22八年級(jí)上·廣東湛江·階段練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,Aa,0、Bb,0,且a,b滿足(a+b)2+|3+b|=0,C、D兩點(diǎn)分別是y軸正半軸、x軸負(fù)半軸上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn):
(1)如圖1,若C0,4,求△ABC的面積;
(2)如圖1,若C0,4,BC=5,BD=AE,且∠CBA=∠CDE,求D點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)如圖2,若∠CBA=60°,以CD為邊,在CD的右側(cè)作等邊△CDE,連接OE,當(dāng)OE最短時(shí),求A,E兩點(diǎn)之間的距離;
【答案】(1)△ABC的面積為12;(2) D點(diǎn)的坐標(biāo)為?2,0;(3) A,E兩點(diǎn)之間的距離為32.
【分析】(1)利用完全平方式和絕對(duì)值的性質(zhì)求出a, b,然后確定A、B兩點(diǎn)坐標(biāo),從而利用三角形面積公式求解即可;
(2)根據(jù)題意判斷出△CBD?△DAE,從而得到CB= AD,然后利用勾股定理求出CB,即可求出結(jié)論;
(3)首先根據(jù)已知推出△DCB?△ECA ,得到∠DBC=∠EAC=120°,進(jìn)一步推出AE∥BC ,從而確定隨著D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),點(diǎn)E在過(guò)點(diǎn)A且平行于BC的直線PQ上運(yùn)動(dòng),再根據(jù)點(diǎn)到直線的最短距離為垂線段的長(zhǎng)度,確定OE最短時(shí),各點(diǎn)的位置關(guān)系,最后根據(jù)含30°角的直角三角形的性質(zhì)求解即可.
【詳解】解: (1) :∵a+b2+b+3=0,
由非負(fù)性可知:a+b=0b+3=0 ,
解得:a=3b=?3
∴A(3,0), B(-3,0), AB=3-(-3)=6,
∵ C(0,4),
∴OC=4,
∴S△ABC=12AB·OC=12×6×4=12;
(2)由(1)知A(3,0), B(-3,0),
∴OA=OB,
∵OC⊥AB,
∴∠AOC=∠BOC=90°,
在△AOC和△BOC中,
OA=OB∠AOC=∠BOCOC=OC ,
∴△AOC?△BOCSAS ,
∴∠CBO=∠CAO,
∵∠CDA=∠CDE +∠ADE=∠BCD+∠CBA,∠CBA=∠CDE,
∴∠ADE=∠BCD,
在△BCD和△ADE中,
∠BCD=∠ADE∠CBD=∠DAEBD=AE ,
∴△BCD?△ADEAAS,
∴CB= AD,
∵ B(-3,0), C(0,4),
∴OB=3,OC=4,
∴ BC=OB2+OC2=5 ,
∴AD=BC=5,
∵A(3,0),
∴D(-2,0);
(3)由(2) 可知CB=CA,
∵∠CBA=60°,
∴△ABC為等邊三角形,∠BCA=60°, ∠DBC=120°,
∵△CDE為等邊三角形,
∴CD=CE,∠DCE=60°,
∵∠DCE=∠DCB+∠BCE,∠BCA=∠BCE+∠ECA,
∴∠DCB=∠ECA,
在△DCB和△ECA中,
CD=CE∠DCB=∠ECACB=CA ,
∴△DCB≌△ECA( SAS),
∴∠DBC=∠EAC= 120°,
∵∠EAC+∠ACB= 120°+60°= 180°,
∴AE∥BC,
即:隨著D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),點(diǎn)E在過(guò)點(diǎn)A且平行于BC的直線PQ上運(yùn)動(dòng),
∵要使得OE最短,
∴如圖所示,當(dāng)OE⊥PQ時(shí),滿足OE最短,此時(shí)∠OEA=90°,
∵∠DBC=∠EAC=120°,∠CAB=60°,
∴∠OAE=∠EAC-∠CAB=60°,∠AOE= 30°,
∵ A(3,0),
∴OA=3,
∴AE=12OA=32
∴當(dāng)OE最短時(shí),A,E兩點(diǎn)之間的距離為32.
【點(diǎn)睛】本題考查坐標(biāo)與圖形,全等三角形的判定與性質(zhì),等腰三角形和等邊三角形的判定與性質(zhì)等,理解平面直角坐標(biāo)系中點(diǎn)坐標(biāo)的特征,掌握等腰或等邊三角形的性質(zhì),熟練使全等三角形的判定與性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
題型07 等腰(邊)三角形存在問(wèn)題
21.(2022·黑龍江·中考真題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,平行四邊形ABCD的邊AB在x軸上,頂點(diǎn)D在y軸的正半軸上,M為BC的中點(diǎn),OA、OB的長(zhǎng)分別是一元二次方程x2?7x+12=0的兩個(gè)根OA
這是一份重難點(diǎn)05 幾何動(dòng)點(diǎn)及最值、存在性問(wèn)題(12題型)-2024年中考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)講義(全國(guó)通用),文件包含重難點(diǎn)05幾何動(dòng)點(diǎn)及最值存在性問(wèn)題原卷版docx、重難點(diǎn)05幾何動(dòng)點(diǎn)及最值存在性問(wèn)題解析版docx等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共114頁(yè), 歡迎下載使用。
這是一份2024年中考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 重難點(diǎn) 幾何動(dòng)點(diǎn)及最值、存在性問(wèn)題(原卷版+解析版),共77頁(yè)。
這是一份幾何動(dòng)點(diǎn)及最值、存在性問(wèn)題--2024年中考數(shù)學(xué),文件包含重難點(diǎn)幾何動(dòng)點(diǎn)及最值存在性問(wèn)題解析版pdf、重難點(diǎn)幾何動(dòng)點(diǎn)及最值存在性問(wèn)題學(xué)生版pdf等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共77頁(yè), 歡迎下載使用。
中考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 重難點(diǎn)05 二次函數(shù)與幾何的動(dòng)點(diǎn)及最值、存在性問(wèn)題(2份打包,原卷版+解析版)
重難點(diǎn)05 二次函數(shù)與幾何的動(dòng)點(diǎn)及最值、存在性問(wèn)題(14題型)-2024年中考數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)(全國(guó)通用)
二次函數(shù)與幾何的動(dòng)點(diǎn)及最值、存在性問(wèn)題--2024中考數(shù)學(xué)
初中數(shù)學(xué)中考復(fù)習(xí) 專題04 幾何最值存在性問(wèn)題(解析版)
微信掃碼,快速注冊(cè)
注冊(cè)成功