
1、以專題復(fù)習(xí)為主。如選擇題、填空題的專項練習(xí),要把握準(zhǔn)確度和時間的安排。
2、重視方法思維的訓(xùn)練。對初中數(shù)學(xué)所涉及的函數(shù)思想、方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想、整體思想等數(shù)學(xué)思想方法,要通過典型試題的訓(xùn)練。
3、拓寬思維的廣度,培養(yǎng)多角度、多維度思考問題的習(xí)慣。將專項復(fù)習(xí)中的共性習(xí)題串連起來,通過一題多解,積極地探求解決問題的最優(yōu)解法。
專題29 最值模型之瓜豆模型(原理)直線軌跡型
動點軌跡問題是中考和各類模擬考試的重要題型,學(xué)生受解析幾何知識的局限和思維能力的束縛,該壓軸點往往成為學(xué)生在中考中的一個坎,致使該壓軸點成為學(xué)生在中考中失分的集中點。掌握該壓軸題型的基本圖形,構(gòu)建問題解決的一般思路,是中考專題復(fù)習(xí)的一個重要途徑。本專題就最值模型中的瓜豆原理(動點軌跡為直線型)進(jìn)行梳理及對應(yīng)試題分析,方便掌握。
【模型解讀】
瓜豆原理:若兩動點到某定點的距離比是定值,夾角是定角,則兩動點的運動路徑相同。
動點軌跡基本類型為直線型和圓弧型,本專題受教學(xué)進(jìn)程影響,估只對瓜豆原理中的直線型軌跡作講解。
主動點叫瓜,從動點叫豆,瓜在直線上運動,豆也在直線_上運動;瓜在圓周上運動,豆的軌跡也是圓。
古人云:種瓜得瓜,種豆得豆.“種”圓得圓,“種”線得線,謂之“瓜豆原理”。
模型1、運動軌跡為直線
1)如圖,P是直線BC上一動點,連接AP,取AP中點Q,當(dāng)點P在BC上運動時,Q點軌跡是?
解析:當(dāng)P點軌跡是直線時,Q點軌跡也是一條直線.
理由:分別過A、Q向BC作垂線,垂足分別為M、N,在運動過程中,因為AP=2AQ,所以QN始終為AM的一半,即Q點到BC的距離是定值,故Q點軌跡是一條直線.
2)如圖,在△APQ中AP=AQ,∠PAQ為定值,當(dāng)點P在直線BC上運動時,求Q點軌跡?
解析:當(dāng)AP與AQ夾角固定且AP:AQ為定值的話,P、Q軌跡是同一種圖形。
理由:當(dāng)確定軌跡是線段的時候,可以任取兩個時刻的Q點的位置,連線即可,比如Q點的起始位置和終點位置,連接即得Q點軌跡線段。
【最值原理】動點軌跡為一條直線時,利用“垂線段最短”求最值。
1)當(dāng)動點軌跡已知時可直接運用垂線段最短求最值;
2)當(dāng)動點軌跡未知時,先確定動點軌跡,再垂線段最短求最值。
3)確定動點軌跡的方法(重點)
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①當(dāng)某動點與定直線的端點連接后的角度不變時,該動點的軌跡為直線;
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②當(dāng)某動點到某條直線的距離不變時,該動點的軌跡為直線;
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③當(dāng)一個點的坐標(biāo)以某個字母的代數(shù)式表示時,若可化為一次函數(shù),則點的軌跡為直線;
④觀察動點運動到特殊位置時,如中點,端點等特殊位置考慮;
⑤若動點軌跡用上述方法不都合適,則可以將所求線段轉(zhuǎn)化(常用中位線、矩形對角線、全等、相似)為其他已知軌跡的線段求最值。
例1.(2022·湖南湘西·統(tǒng)考中考真題)如圖,在Rt△ABC中,∠A=90°,M為BC的中點,H為AB上一點,過點C作CG∥AB,交HM的延長線于點G,若AC=8,AB=6,則四邊形ACGH周長的最小值是( )
A.24B.22C.20D.18
【答案】B
【分析】通過證明△BMH≌△CMG可得BH=CG,可得四邊形ACGH的周長即為AB+AC+GH,進(jìn)而可確定當(dāng)MH⊥AB時,四邊形ACGH的周長有最小值,證明四邊形ACGH為矩形可得HG的長,進(jìn)而可求解.
【詳解】∵CG∥AB,∴∠B=∠MCG,∵M(jìn)是BC的中點,∴BM=CM,
在△BMH和△CMG中,,∴△BMH≌△CMG(ASA),∴HM=GM,BH=CG,
∵AB=6,AC=8,∴四邊形ACGH的周長=AC+CG+AH+GH=AB+AC+GH=14+GH,
∴當(dāng)GH最小時,即MH⊥AB時四邊形ACGH的周長有最小值,
∵∠A=90°,MH⊥AB,∴GH∥AC,∴四邊形ACGH為矩形,∴GH=8,
∴四邊形ACGH的周長最小值為14+8=22,故選:B.
【點睛】本題主要考查全等三角形的判定與性質(zhì),確定GH的值是解題的關(guān)鍵.
例2.(2023·黑龍江綏化·統(tǒng)考中考真題)如圖,是邊長為的等邊三角形,點為高上的動點.連接,將繞點順時針旋轉(zhuǎn)得到.連接,,,則周長的最小值是 .
【答案】/
【分析】根據(jù)題意,證明,進(jìn)而得出點在射線上運動,作點關(guān)于的對稱點,連接,設(shè)交于點,則,則當(dāng)三點共線時,取得最小值,即,進(jìn)而求得,即可求解.
【詳解】解:∵為高上的動點.∴
∵將繞點順時針旋轉(zhuǎn)得到.是邊長為的等邊三角形,
∴∴
∴,∴點在射線上運動,如圖所示,
作點關(guān)于的對稱點,連接,設(shè)交于點,則
在中,,則,
則當(dāng)三點共線時,取得最小值,即
∵,,∴∴
在中,,
∴周長的最小值為,故答案為:.
【點睛】本題考查了軸對稱求線段和的最值問題,等邊三角形的性質(zhì)與判定,全等三角形的性質(zhì)與判定,勾股定理,熟練掌握等邊三角形的性質(zhì)與判定以及軸對稱的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
例3.(2023·河南洛陽·統(tǒng)考一模)如圖,在平行四邊形ABCD中,,,,點E在線段BC上運動(含B、C兩點).連接AE,以點A為中心,將線段AE逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到AF,連接DF,則線段DF長度的最小值為______.
【答案】
【分析】以AB為邊向右作等邊△ABG,作射線GF交AD于點H,過點D作DM⊥GH于M.利用全等三角形的性質(zhì)證明∠AGF=60°,得出點F在平行于AB的射線GH上運動,求出DM即可.
【詳解】解:如圖,以AB為邊向右作等邊△ABG,作射線GF交AD于點H,過點D作DM⊥GH于M.
∵四邊形ABCD是平行四邊形,∠B=60°,∴∠BAD=120°,
∵△ABG是等邊三角形,∴∠BAG=∠EAF=60°,BA=GA,EA=FA,
∴∠BAE=∠FAG,∴△BAE≌△GAF(SAS),∴∠B=∠AGF=60°,
∴點F在平行于AB的射線GH上運動,
∵∠HAG=∠AGF=60°,∴△AHG是等邊三角形,
∴AB=AG=AH=6,∴DH=AD﹣AH=4,
∵∠DHM=∠AHG=60°,∴DM=DH?sin60°,
根據(jù)垂線段最短可知,當(dāng)點F與M重合時,DF的值最小,最小值為,故答案為:.
【點睛】本題考查了平行四邊形的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)變換,等邊三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形等知識,解題的關(guān)鍵是學(xué)會添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題,本題的突破點是證明點F的在射線GH上運動,屬于中考填空題中的壓軸題.
例4.(2022·山東泰安·統(tǒng)考二模)如圖,矩形的邊,E為上一點,且,F(xiàn)為邊上的一個動點,連接,若以為邊向右側(cè)作等腰直角三角形,連接,則的最小值為( )
A.B.C.3D.
【答案】B
【分析】過點G作GH⊥AB于H,過點G作MN∥AB,由“AAS”可證△GEH≌△EFA,可得GH=AE=1,可得點G在平行AB且到AB距離為1的直線MN上運動,則當(dāng)F與D重合時,CG有最小值,即可求解.
【詳解】解:如圖,過點G作GH⊥AB于H,過點G作MN∥AB,
∵四邊形ABCD是矩形,AB=,BC=3,∴∠B=90°,CD=,AD=3,
∵AE=1,∴BE=,∵∠GHE=∠A=∠GEF=90°,
∴∠GEH+∠EGH=90°,∠GEH+∠FEA=90°,∴∠EGH=∠FEA,
又∵GE=EF,∴△GEH≌△EFA(AAS),∴GH=AE=1,
∴點G在平行AB且到AB距離為1的直線MN上運動,
∴當(dāng)F與D重合時,CG有最小值,此時AF=EH=3,
∴CG的最小值=,故選B.
【點睛】本題考查矩形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,確定點G的運動軌跡是本題的關(guān)鍵.
例5.(2023·陜西·西安市八年級期末)預(yù)備知識:(1)在一節(jié)數(shù)學(xué)課上,老師提出了這樣一個問題:隨著變量t的變化,動點在平面直角坐標(biāo)系中的運動軌跡是什么?
一番深思熟慮后,聰明的小明說:“是一條直線”,老師問:“你能求出這條直線的函數(shù)表達(dá)式嗎?”
小明的思路如下:設(shè)這條直線的函數(shù)表達(dá)式為,
將點代入得:,整理得
∵t為任意實數(shù),等式恒成立,∴, ∴,
∴這條直線的函數(shù)表達(dá)式為
請仿照小明的做法,完成問題:隨著變量t的變化,動點在平面直角坐標(biāo)系中的運動軌跡是直線l,求直線l的函數(shù)表達(dá)式.
問題探究:(2)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知,,且,,則點C的坐標(biāo)為_________.
結(jié)論應(yīng)用:(3)如圖2,在平面直角坐標(biāo)系中,已知點,Q是直線上的一個動點,連接,過點P作,且,連接,求線段的最小值.
【答案】(1)直線l的函數(shù)表達(dá)式為;(2)點C(-7,3);(3)OQ′最小值為.
【分析】(1)利用待定系數(shù)法將點P代入解析式,利用恒等性質(zhì)得出,,求出直線解析式即可;(2)設(shè)C點坐標(biāo)為(m,n)過C作CE垂直x軸于E,過B作BF⊥x軸于F,證明△CAE≌△ABF(AAS)得出CE=AF,EA=FB,根據(jù)點B(5,9)點A(2,0)求出點F(5,0)即可;
(3)過Q作QG⊥x軸于G,過Q′作Q′H⊥x軸于H,先證△QPG≌△PQ′H(AAS),設(shè)Q(a,)分三種情況,當(dāng)a≤1時,點Q′(,1 - a)OQ′=,當(dāng)1≤a≤4,點Q′(,1-a),OQ′=,當(dāng)a≥4時,點Q′(,1-a)OQ′=,求出每種情況的最小值,然后比較大小即可.
【解析】(1)解:設(shè)這條直線的函數(shù)表達(dá)式為,將點代入得:,整理得,∵t為任意實數(shù),等式恒成立,∴,,
∴,,∴這條直線的函數(shù)表達(dá)式為,
∴隨著變量t的變化,動點在平面直角坐標(biāo)系中的運動軌跡是直線l,
直線l的函數(shù)表達(dá)式為.
(2)解:設(shè)C點坐標(biāo)為(m,n)過C作CE垂直x軸于E,過B作BF⊥x軸于F,∴∠ECA+∠CAE=90°,
∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠CAE+∠FAB=90°,∴∠ECA=∠FAB,
在△CAE和△ABF中,,∴△CAE≌△ABF(AAS),∴CE=AF,EA=FB,
∵點B(5,9)點A(2,0),∴點F(5,0)∴n=5-2=3;2-m=9,∴m=-7,∴點C(-7,3);
(3)解:過Q作QG⊥x軸于G,過Q′作Q′H⊥x軸于H,
∵∠QPQ′=90°,∠QGP=∠Q′HP=90°,∴∠QPG+∠Q′PH=90°,∠Q′PH+∠HQ′P=90°,∴∠QPG=∠HQ′P,
在△QPG和△PQ′H中,,∴△QPG≌△PQ′H(AAS),∴PG=Q′H,QG=PH,
∵Q是直線上的一個動點,設(shè)Q(a,),
當(dāng)a≤1時,∴QG=PH=,PG= QH=1 - a,∴點Q′(,1 - a),
∵OQ′=,
∵時,OQ′隨a的增大而減小,當(dāng)a=1時最小OQ′=,
當(dāng)1≤a≤4,∴QG=PH=,PG= QH= a-1,∴點Q′(,1-a),
∵OQ′=,∵,a=2時,OQ′最小=,
當(dāng)a≥4時,∴QG=PH=,PG= QH= a-1,∴點Q′(,1-a),
∵OQ′=,∵,a>2時,OQ′隨a的增大而增大,
a=4時,OQ′最小=, ∵>3>,∴OQ′最小值為.
【點睛】本題考查待定系數(shù)法求直線解析式,恒等式性質(zhì),三角形全等判定與性質(zhì),勾股定理,函數(shù)的最值,分類思想的運用,掌握待定系數(shù)法求直線解析式,恒等式性質(zhì),三角形全等判定與性質(zhì),勾股定理,函數(shù)的最值,分類思想的運用是解題關(guān)鍵.
例6.(2023·河南新鄉(xiāng)·統(tǒng)考一模)如圖,在菱形中,,E、F分別是邊上的動點,連接,G、H分別為的中點,連接.若的最小值為3,則的長為__________.
【答案】
【分析】連接,利用中位線的性質(zhì),要使最小,只要最小,當(dāng)時,最小為6,由確定為等腰直角三角形,得出,由勾股定理得:求出即可.
【詳解】解:連接,∵,分別為,的中點,∴,且,
要使最小,只要最小,當(dāng)時,最小,
∵的最小值為3,∴,∵,∴,
∴,∴,
∵四邊形是菱形,∴.故答案為:.
【點睛】本題考查動點圖形中的中位線,菱形的性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),勾股定理應(yīng)用問題,掌握中位線的性質(zhì),菱形性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì)是解題關(guān)鍵.
例7.(2023·四川雅安·統(tǒng)考中考真題)如圖,在中,.P為邊上一動點,作于點D,于點E,則的最小值為 .
【答案】
【分析】連接,利用勾股定理列式求出,判斷出四邊形是矩形,根據(jù)矩形的對角線相等可得,再根據(jù)垂線段最短可得時,線段的值最小,然后根據(jù)直角三角形的面積公式列出方程求解即可.
【詳解】解:如圖,連接,
∵,∴,
∵于點D,于點E,,∴四邊形是矩形,∴,
由垂線段最短可得時,線段的值最小,此時線段的值最小,
此時,,代入數(shù)據(jù):,
∴,∴的最小值為,故答案為:.
【點睛】本題考查了矩形的判定與性質(zhì),垂線段最短的性質(zhì),勾股定理,判斷出時,線段的值最小是解題的關(guān)鍵.
例8.(2023·安徽合肥·??家荒#┤鐖D,中,,,點D是邊上一動點,以點A為旋轉(zhuǎn)中心,將順時針旋轉(zhuǎn)得到線段,連接,若,則的長的最小值為( )
A.B.C.1D.
【答案】A
【分析】在上取一點K,使得,連接,,然后證明出,然后根據(jù)垂線段最短得到當(dāng)時,的值最小,最后利用角直角三角形的性質(zhì)求解即可.
【詳解】如圖所示,在上取一點K,使得,連接,,
∵,,∴,,∴,
又∵,,∴,∴,∴當(dāng)時,的值最小,
∵,,,∴,
∴,∴.∴的長的最小值為.故選A
【點睛】此題考查了全等三角形的性質(zhì)和判斷,垂線段最短,角直角三角形的性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是熟練掌握以上知識點.
課后專項訓(xùn)練
1.(2021·四川廣元·中考真題)如圖,在中,,,點D是邊的中點,點P是邊上一個動點,連接,以為邊在的下方作等邊三角形,連接.則的最小值是( )
A.B.1C.D.
【答案】B
【分析】以CD為邊作等邊三角形CDE,連接EQ,由題意易得∠PDC=∠QDE,PD=QD,進(jìn)而可得△PCD≌△QED,則有∠PCD=∠QED=90°,然后可得點Q是在QE所在直線上運動,所以CQ的最小值為CQ⊥QE時,最后問題可求解.
【詳解】解:以CD為邊作等邊三角形CDE,連接EQ,如圖所示:
∵是等邊三角形,∴,
∵∠CDQ是公共角,∴∠PDC=∠QDE,∴△PCD≌△QED(SAS),
∵,,點D是邊的中點,
∴∠PCD=∠QED=90°,,∴點Q是在QE所在直線上運動,
∴當(dāng)CQ⊥QE時,CQ取的最小值,∴,∴;故選B.
【點睛】本題主要考查等邊三角形的性質(zhì)、含30°直角三角形的性質(zhì)及最短路徑問題,熟練掌握等邊三角形的性質(zhì)、含30°直角三角形的性質(zhì)及最短路徑問題是解題的關(guān)鍵.
2.(2023上·福建廈門·九年級??计谥校┤鐖D,長方形中,,,E為上一點.且,F(xiàn)為邊上的一個動點.連接,將繞著點E順時針旋轉(zhuǎn)到的位置,其中點B、點F的對應(yīng)點分別為點H、點G,連接和,則的最小值為( ).
A.B.3C.D.
【答案】C
【分析】如圖,將線段繞點E順時針旋轉(zhuǎn)得到線段,連接交于J.首先證明,推出點G的在射線上運動,推出當(dāng)時,的值最小,證明四邊形是矩形,進(jìn)一步推出,則,即可得到的最小值為.
【詳解】解:如圖,將線段繞點E順時針旋轉(zhuǎn)得到線段,連接交于J.
∵四邊形是矩形,∴,
∵,∴,
∵,∴,∴,
∴點G的在射線上運動,∴當(dāng)時,的值最小,
∵,∴,∴,
∴,∴四邊形是矩形,
∴,∴,∴,
∴,∴,∴的最小值為.故選:C.
【點睛】本題考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),矩形的性質(zhì)與判定,全等三角形的判定和性質(zhì),垂線段最短等知識,解題的關(guān)鍵是學(xué)會添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形得到動點運動的軌跡,屬于中考填空題中的壓軸題.
3.(2023上·江蘇揚州·九年級校聯(lián)考期中)如圖,正方形的邊長為4,點是正方形對角線所在直線上的一個動點,連接,以為斜邊作等腰(點,,按逆時針排序),則長的最小值為( )
A.B.C.4D.
【答案】D
【分析】根據(jù)正方形的性質(zhì)和題干給定的是以為斜邊作等腰直角三角形,證明,得到進(jìn)一步證明,得到,由正方形的性質(zhì)得點H為的中點,有點F在的垂直平分線上運動,當(dāng)點F與點H重合時,的值最?。?br>【詳解】解:連接交于點G,連接并延長交于點H,如圖,
∵四邊形是正方形,∴,,,
∵是以為斜邊作等腰直角三角形,∴,,,
∵,∴,∵,∴,∴,則,
∵,∴,∴,
∴,則,∴,
∵點G為正方形對角線的交點,∴點H為的中點,∴點F在的垂直平分線上運動,
∵,∴當(dāng)點F與點H重合時,的值最小,此時.
即長的最小值為2.故答案選:D.
【點睛】此題考查正方形的性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、平行線的判定與性質(zhì)和垂線段最短,利用相似的邊長比證明對應(yīng)三角形邊長的相似比,并找到點的運動軌跡是解題的關(guān)鍵.
4.(2023上·河北保定·九年級校考期中)如圖,在中,,且,點D是斜邊上的一個動點,過點D分別作于點M,于點N,連接,點O為的中點,則線段的最小值為( )
A.B.5C.D.
【答案】C
【分析】由勾股定理求出的長,再證明四邊形是矩形,可得,根據(jù)垂線段最短可得當(dāng)時,的值最小,再利用三角形面積求出,可得,即可解決問題.
【詳解】解:如圖,連接,
,且,,,
,,,
四邊形是矩形,,,當(dāng)時,的值最小,
此時,,,的最小值為,故選:C.
【點睛】本題主要考查了矩形的判定和性質(zhì)、勾股定理、三角形面積、垂線段最短,關(guān)鍵是掌握矩形的對角線相等.
5.(2023上·山西臨汾·九年級統(tǒng)考期中)如圖,在中,,,點,分別是,邊上的動點,連結(jié),,分別是,的中點,則的最小值為( )
A.12B.10C.9.6D.4.8
【答案】D
【分析】本題主要考查了三角形中位線定理,勾股定理,垂線段最短的性質(zhì).連接,作于點H.由三角形中位線的性質(zhì)得,由垂線段最短可知當(dāng)最小,即點E與點H重合時的值最小,然后利用勾股定理求出的長即可.
【詳解】解:連接,作于點H.
∵點,分別是,邊上的動點,∴是的中位線,∴,
∴當(dāng)最小,即點E與點H重合時的值最?。O(shè),則,
∵,∴,∴,∴的最小值為4.8.故選D.
6.(2023上·廣東廣州·九年級校考期中)如圖,正方形的邊長為4,,點E是直線上一個動點,連接,線段繞點B順時針旋轉(zhuǎn)得到,則線段長度的最小值等于( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】連接,在上截取,使,連接,過點D作于點H,證明,得出,點F在直線上運動,當(dāng)點F與H重合時,的值最小,求出最小值即可.
【詳解】解:連接,在上截取,使,連接,過點D作于點H,如圖所示:
∵四邊形是正方形,
∴,,,
∴,,∴,
∵,∴,在和中,
∴,∴,
∴點F在直線上運動,當(dāng)點F與H重合時,的值最小,
∵,,∴,故選:B.
【點睛】本題主要考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),正方形的性質(zhì),勾股定理,垂線段最短,直角三角形的性質(zhì),根據(jù)題意作出輔助線,得出點F在直線上運動,當(dāng)點F與H重合時,的值最小,是解題的關(guān)鍵.
7.(2022·江蘇·徐州市三模)如圖,中,,,為邊上的一動點,以、為邊作,則線段的最小值為______.
【答案】
【分析】根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)可知點在平行的線段上運動,當(dāng)時,最小,根據(jù)勾股定理即可求解.
【詳解】解:四邊形是平行四邊形,
,則點在平行的線段上運動,當(dāng)時,最小,
,則,在中,,,
,即最小值為.故答案為:.
【點睛】本題考查了平行四邊形的性質(zhì),勾股定理,確定點的軌跡是解題的關(guān)鍵.
8.(2023上·湖北武漢·九年級校聯(lián)考期中)如圖,已知,B為上一點,于A,四邊形為正方形,P為射線上一動點,連接,將繞點C順時針方向旋轉(zhuǎn)得,連接,若,則的最小值為 .
【答案】/
【分析】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì)以及垂線段最短的性質(zhì)的綜合應(yīng)用,解決問題的關(guān)鍵是作輔助線構(gòu)造全等三角形,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)邊相等以及垂線段最短進(jìn)行解答.連接,依據(jù)構(gòu)造全等三角形,即,將的長轉(zhuǎn)化為的長,再依據(jù)垂線段最短得到當(dāng)最短時,亦最短,根據(jù),,即可求得的長的最小值.
【詳解】解:如圖,連接,
由題意可得,∴ ,
在和中,, ∴,∴,
當(dāng)時,最短,此時也最短,
∵, ,∴,∴ ∴,
∴當(dāng)時, ,∴的最小值為.故答案為:.
9.(2023上·湖南長沙·九年級校聯(lián)考期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知點,點C是y軸上一動點,設(shè)其坐標(biāo)為,線段繞點C逆時針旋轉(zhuǎn)至線段,則點B的坐標(biāo)為 ,連接,則的最小值是 .
【答案】
【分析】本題考查坐標(biāo)與圖形變化一旋轉(zhuǎn),全等三角形的判定和性質(zhì),垂線段最短等知識,解題的關(guān)鍵是正確尋找點的運動軌跡,屬于中考??碱}型.
設(shè),過點作軸,垂足為點,證明,推出,可得點的坐標(biāo)為,推出點的運動軌跡是直線,根據(jù)垂線段最短解決問題即可.
【詳解】設(shè),過點作軸,垂足為點,
∵線段繞著點按逆時針方向旋轉(zhuǎn)至線段,
∵點,點,∴點的坐標(biāo)為,∴點的運動軌跡是直線,
∵直線交軸于,交軸于,
過點作于.則,
根據(jù)垂線段最短可知,當(dāng)點與點重合時,的值最小,最小值為,
故答案為:;.
10.(2023上·內(nèi)蒙古呼和浩特·九年級統(tǒng)考期中)如圖,已知中,,,,,,點為直線上一動點,將線段繞點順時針旋轉(zhuǎn)得到線段,連接、,點在直線上且,則最小值為 .
【答案】
【分析】首先通過證明得到,再根據(jù)垂線段最短將最小值轉(zhuǎn)化為點到的距離,最后利用面積法計算即可.
【詳解】解:,,,即,
由旋轉(zhuǎn)可知:,,,
在和中,,,
,則當(dāng)時,最小,即最小,,,,,
點到的距離為,的最小值為,故答案為:.
【點睛】本題考查了全等三角形的判定和性質(zhì),面積法,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),垂線段最短,轉(zhuǎn)化思想.
11.(2023上·福建三明·八年級統(tǒng)考期中)如圖,在長方形中,,,為邊上的點,且.為邊上的動點,以為邊在其右側(cè)作等腰直角三角形,.設(shè)中點為,則的最小值為 .
【答案】
【分析】過點作于,過點作,證明,可得,可得點在平行且到距離為的直線上運動,則當(dāng)點、、共線時,有最小值,即可求解.
【詳解】解:如圖,過點作于,過點作,∴,
∵四邊形是長方形也就是矩形,,,
∴,,∴,
∵是等腰直角三角形,,∴,
∴,∴,
在和中,,∴,
∴,∴點在平行且到距離為的直線上運動,
當(dāng)點、、共線時,,則,此時有最小值,
此時,∴四邊形是長方形,
∴,∴,∴的最小值為,故答案為:.
【點睛】本題考查長方形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),直角三角形兩銳角互余,等腰直角三角形的性質(zhì),垂線段最短,確定點的運動軌跡是解題的關(guān)鍵.
12.(2022·貴州畢節(jié)·中考真題)如圖,在中,,點P為邊上任意一點,連接,以,為鄰邊作平行四邊形,連接,則長度的最小值為_________.
【答案】##2.4
【分析】利用勾股定理得到BC邊的長度,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì),得知OP最短即為PQ最短,利用垂線段最短得到點P的位置,再證明利用對應(yīng)線段的比得到的長度,繼而得到PQ的長度.
【詳解】解:∵,∴,
∵四邊形APCQ是平行四邊形,∴PO=QO,CO=AO,
∵PQ最短也就是PO最短,∴過O作BC的垂線,
∵,∴,
∴,∴,∴,∴則PQ的最小值為,故答案為:.
【點睛】考查線段的最小值問題,結(jié)合了平行四邊形性質(zhì)和相似三角形求線段長度,本題的關(guān)鍵是利用垂線段最短求解,學(xué)生要掌握轉(zhuǎn)換線段的方法才能解出本題.
13.(2022·廣東·東莞二模)如圖,已知等腰三角形PAB,∠BAP=45°,AB=AP,將三角形放在平面直角坐標(biāo)系中,若點A(,0),點B在y軸正半軸上,則OP的最小值是 _____.
【答案】##
【分析】把△AOB繞點A順時針旋轉(zhuǎn),使AB與線段AP重合,點O的對應(yīng)點為C,直線CP交x軸于點D,證得△ACD為等腰直角三角形,可得點P的運動軌跡在直線CP上,當(dāng)OP⊥CP時,OP最短,當(dāng)OP⊥CP時,△OPD為等腰直角三角形,然后利用等腰直角三角形的性質(zhì)和勾股定理即可解決問題.
【詳解】解:如圖,把△AOB繞點A順時針旋轉(zhuǎn),使AB與線段AP重合,點O的對應(yīng)點為點C,直線CP交x軸于點D,
則△AOB≌△ACP,∴∠BAO=∠PAC,∠C=∠AOB=90°,AC= AO=3,
∵∠BAP=45°,即∠BAO+∠PAO=45°,∴∠PAC +∠PAO=45°,即∠CAO=45°,
∴△ACD為等腰直角三角形,∴點P的運動軌跡在直線CP上,
∴當(dāng)OP⊥CP時,OP最短,當(dāng)OP⊥CP時,△OPD為等腰直角三角形,
∵△ACD為等腰直角三角形,AC=3,∴AD=AC=6,
∴OD=6-3,∴OP=3-3.即OP最小值為3-3.故答案為:.
【點睛】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),全等三角形的性質(zhì),坐標(biāo)與圖形性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,解決本題的關(guān)鍵是得到△ACD和△OPD為等腰直角三角形.
14.(2022·江蘇宿遷·三模)如圖在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=2.D是AB上一動點,以DC為斜邊向右側(cè)作等腰Rt△DCE,使∠CED=90°,連接BE,則線段BE的最小值為__________________.
【答案】
【分析】以AC為斜邊在AC右側(cè)作等腰直角三角形AE1C,邊E1C與AB 交于點G,連接E1E延長與AB交于點F,作BE2⊥E1F于點E2,由Rt△DCE與Rt△AE1C為等腰直角三角形,可得∠DCE=∠CDE=∠ACE1=∠CAE1=45°,于是∠ACD=∠E1CE,因此△ACD∽△E1CE,所以∠CAD=∠CE1E=30°,所以E在直線E1E上運動,當(dāng)BE2⊥E1F時,BE最短,即為BE2的長.
【詳解】解:如圖,以AC為斜邊在AC右側(cè)作等腰直角三角形AE1C,邊E1C與AB 交于點G,連接E1E延長與AB交于點F,作BE2⊥E1F于點E2,連接CF,
∵Rt△DCE與Rt△AE1C為等腰直角三角形,
∴∠DCE=∠CDE=∠ACE1=∠CAE1=45°∴∠ACD=∠E1CE
∵,∴△ACD∽△E1CE,∴∠CAD=∠CE1E=30°,
∵D為AB上的動點,∴E在直線E1E上運動,
當(dāng)BE2⊥E1F時,BE最短,即為BE2的長.
在△AGC與△E1GF中,∠AGC=∠E1GF,∠CAG=∠GE1F,
∴∠GFE1=∠ACG=45°∴∠BFE2=45°,
∵∠CAD=∠CE1E=30°,∴點A,點C,點F,點E1四點共圓,
∴∠AE1C=∠AFC=90°,且∠ABC=60°,BC=2,∴BF=1,
∵BF=BE2,∴BE2=,故答案為:.
【點睛】本題旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),熟練掌握含30°角和45°角的直角三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.
15.(2023·陜西師大附中三模)如圖,正方形中,,點E為邊上一動點,將點A繞點E順時針旋轉(zhuǎn)得到點F,則的最小值為__________.
【答案】
【分析】上截取,過點作交的延長線于點,證明,是等腰直角三角形,進(jìn)而根據(jù)垂線段最短即可求解.
【詳解】如圖,上截取,過點作交的延長線于點,
正方形中,,將點A繞點E順時針旋轉(zhuǎn)得到點F,
是等腰直角三角形,
在射線上運動,則是等腰直角三角形,
與點重合時,取得最小值,等于
即的最小值為故答案為:
【點睛】本題考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的性質(zhì),垂線段最短,求得的軌跡是解題的關(guān)鍵.
16.(2022·浙江紹興·二模)如圖,在△ABC中,AB=5,BC=3,AC=4,點P從A點出發(fā)沿AB運動到B點,以CP為斜邊作如圖的等腰直角三角形PQC,∠PQC=90°,則Rt△PQC的外心運動的路徑長為 _____,BQ的最小值為 _____.
【答案】 ;
【分析】根據(jù)直角三角形的外心就是斜邊的中點,可得外心的運動路徑就是以AC、BC的中點為端點的線段;利用特殊位置,斜邊為AC、BC的情形,確定點Q的運用路徑是線段,利用垂線段最短,作出垂線段,利用三角形相似計算即可.
【詳解】 AB=5,BC=3,AC=4,
,,,
Rt△PQC的外心就是斜邊的中點,設(shè)AC、BC的中點分別是M、N,
外心的運動軌跡就是線段MN,即三角形ABC的中位線,,
當(dāng)點P與點A重合時,即點,此時以CA為斜邊作如圖的等腰直角三角形AQ1C,當(dāng)點P與點B重合時,即點,此時以CB為斜邊作如圖的等腰直角三角形BQ2C,為點Q的運動軌跡,
BQ的最小值為點B到的垂線段的長度,過點B作,垂足為E,
三角形AQ1C,三角形BQ2C均為等腰直角三角形,AC=4,BC=3,
,
,,
,,,
,即,解得,故答案為:;.
【點睛】本題考查了三角形中位線定理,直角三角形的性質(zhì),勾股定理,三角形的外心,三角形相似的判定和性質(zhì),垂線段最短,熟練掌握相似三角形的判定和性質(zhì),明確垂線段最短是解題的關(guān)鍵.
17.(2023·江蘇鹽城·三模)如圖,A、 B兩點的坐標(biāo)分別為(-3,0)、(-1,0),點C為y軸上一動點,以AC為邊向下作Rt,使得,,連接線段,則線段的最小值為____.
【答案】##
【分析】連接,作于,當(dāng)點運動到點時,則點運動到,求得,為動點的運動軌跡,當(dāng)運動到時,最小,據(jù)為角所對的直角邊,為斜邊即可求得答案.
【詳解】解:由題意得,連接,作于,如圖所示:
、
當(dāng)點運動到點時,則點運動到,,,
由題意可得:直線為動點的運動軌跡,當(dāng)運動到時,有最小值,
,故答案為.
【點睛】本題考查了計算線段最值的問題,根據(jù)題意,找準(zhǔn)為動點的運動軌跡,當(dāng)運動到時,有最小值是解題的關(guān)鍵.
18.(2023·重慶巴南·九年級期末)如圖,菱形ABCD的邊長為4,∠BAD=120°,E是邊CD的中點,F(xiàn)是邊AD上的一個動點,將線段EF繞著點E順時針旋轉(zhuǎn)60°得到線段EF',連接AF'、BF',則△ABF'的周長的最小值是________________.
【答案】4+2
【分析】取AD中點G,連接EG,F(xiàn)'G,BE,作BH⊥DC的延長線于點H,利用全等三角形的性質(zhì)證明∠F'GA=60°,點F'的軌跡為射線GF',易得A、E關(guān)于GF'對稱,推出AF'=EF',得到BF'+AF'=BF'+EF'≥BE,求出BE即可解決周長最小問題.
【詳解】解:取AD中點G,連接EG,F(xiàn)'G,BE,作BH⊥DC的延長線于點H,
∵四邊形ABCD為菱形,∴AB=AD,
∵∠BAD=120°,∴∠CAD=60°,∴△ACD為等邊三角形,
又∵DE=DG,∴△DEG也為等邊三角形.∴DE=GE,
∵∠DEG=60°=∠FEF',∴∠DEG﹣∠FEG=∠FEF'﹣∠FEG,即∠DEF=∠GEF',
由線段EF繞著點E順時針旋轉(zhuǎn)60°得到線段EF',所以EF=EF'.
在△DEF和△GEF'中,,∴△DEF≌△GEF'(SAS).
∴∠EGF'=∠EDF=60°,∴∠F'GA=180°﹣60°﹣60°=60°,
則點F'的運動軌跡為射線GF'.觀察圖形,可得A,E關(guān)于GF'對稱,
∴AF'=EF',∴BF'+AF'=BF'+EF'≥BE,
在Rt△BCH中,∵∠H=90°,BC=4,∠BCH=60°,∴,
在Rt△BEH中,BE===2,∴BF'+EF'≥2,
∴△ABF'的周長的最小值為AB+BF'+EF'=4+2,故答案為:4+2.
【點睛】本題考查旋轉(zhuǎn)變換,菱形的性質(zhì),解直角三角形,全等三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,等邊三角形等知識,解題關(guān)鍵在于學(xué)會添加常用輔助線,構(gòu)造全等三角形解決問題,學(xué)會用轉(zhuǎn)化的思想思考問題.
19.(2022·河南南陽·二模)如圖所示,,,于點B,點D是線段BC上一個動點,且于點D,,連接CE,則CE長的最小值是______.
【答案】3
【分析】在BC上截取,構(gòu)造相似,可得出,過C點作CH⊥EQ可得出
即可求出CE的長
【詳解】解:在BC上截取,則,中,,
∵,∴在中,,
∴∴,,∴,
∴,∴,∴的角度固定不變,∴CH為CE的最小值.
過C點作CH⊥EQ∴∠CHQ=∠ABQ=90°
∵∴∠CQH=∠QAB∴,
∵,∴,CE的最小值是3.
【點睛】本題主要考查相似的性質(zhì)與性質(zhì),正確作出輔助線是解題的關(guān)鍵.
20.(2023江西九江九年級期末)(1)回歸教材:北師大七年級下冊P44,如圖1所示,點P是直線m外一點,,點O是垂足,點A、B、C在直線m上,比較線段PO,PA,PB,PC的長短,你發(fā)現(xiàn)了什么?
最短線段是______,于是,小明這樣總結(jié):直線外一點與直線上各點連接的所有線段中,______.
(2)小試牛刀:如圖2所示,中,,,.則點P為AB邊上一動點,則CP的最小值為______.
(3)嘗試應(yīng)用:如圖3所示是邊長為4的等邊三角形,其中點P為高AD上的一個動點,連接BP,將BP繞點B順時針旋轉(zhuǎn)60°得到BE,連接PE、DE、CE.
①請直接寫出DE的最小值.②在①的條件下求的面積.
(4)拓展提高:如圖4,頂點F在矩形ABCD的對角線AC上運動,連接AE..,,請求出AE的最小值.
【答案】(1)PO,垂線段最短;(2);(3)①DE的最小值是1;②△BPE的面積為;(4)AE的最小值為.
【分析】(1)根據(jù)垂線段的性質(zhì)即可解答;(2)由(1)知當(dāng)PC⊥AB時,PC取得最小值,利用面積法即可求解;(3)①根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)前后的圖形對應(yīng)線段、對應(yīng)角相等,可證得△ABP≌△CBE,得到∠BCE=30°.得到點E在射線CE上,根據(jù)“垂線段最短”這一定理,當(dāng)∠DEC=90°時,DE最短,據(jù)此求解即可;②利用勾股定理求得EC=,即AP=,再利用勾股定理先后求得AD、PD、BP的長,即可求解;
(4)作出如圖的輔助線,先判斷出點E在直線GH上運動,根據(jù)“垂線段最短”這一定理,當(dāng)當(dāng)AE⊥GH時,AE最短,利用相似三角形的判定和性質(zhì)、勾股定理以及三角形面積公式即可求解.
【詳解】解:(1)∵PO⊥直線m,∴從直線外一點到這條直線所作的垂線段最短.
故答案為:PO,垂線段最短;
(2)由(1)知當(dāng)PC⊥AB時,PC取得最小值,S△ABC=ACBC=ABPC,
∴PC=,即CP的最小值為,故答案為:;
(3)①由旋轉(zhuǎn)知∠PBE=60°,BP=BE,∴△PBE是等邊三角形,
∵△ABC是等邊三角形,AD⊥BC,邊長為4,
∴AB=BC,∠ABC=60°,∠ABD=∠CBD=30°,BD=CD=2,
∴∠ABP=∠CBE,∴△ABP≌△CBE(SAS),∴∠BCE=∠BAD=30°;
∵點P為高AD上的一個動點,∴點E在射線CE上,
根據(jù)“垂線段最短”可知,當(dāng)DE⊥CE時,DE最短.
∵∠BCE=30°,CD=2,∴DE=CD=1,即DE的最小值是1;
②由①得CD=2,DE=1,∴CE=,∵△ABP≌△CBE,∴AP=CE,
在Rt△BDA中,AB=4,BD=2,∴AD=,∴PD=AD-AP=,∴PB=,
∴等邊三角形△PBE的高為,∴△BPE的面積為=;
(4)過點B作BH⊥AC于點H,則∠BHC=90°,
∴∠HBC+∠HCB=90°,∠ACD+∠HCB=90°,∴∠HBC=∠ACD,
∵∠EBF=∠ACD,∴∠HBC=∠EBF,此時點F與點C重合,點E與點H重合,
∵AB=3,BC=4,∴AC=,
∵S△ABC=ABBC=ACBH,∴BH=,∴AH=,
取AB中點G,過點G作GI⊥AB交AC于點I,則∠BGI=90°,∴∠GBI=∠BAC,
∵∠EBF=∠ACD=∠BAC,∴∠GBI=∠EBF,此時點F與點I重合,點E與點G重合,
頂點F在矩形ABCD的對角線AC上運動,且,
四點共圓,
∴點E在直線GH上運動,
根據(jù)“垂線段最短”這一定理,當(dāng)AE⊥GH時,AE最短,過點H作HP⊥AB于點P,
∴△APH△ABC,∴,即,
∴PH=,AP=,∴PG=AG-AP=,∴GH=,
∵S△AGH=AGPH=GHAE,∴AE=,∴AE的最小值為.
【點睛】本題考查了相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的性質(zhì)與判定,垂線段最短,勾股定理,等邊三角形的判定和性質(zhì),四點共圓的判定等知識,解決本題的關(guān)鍵是正確尋找相似三角形解決問題.
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