TOC \ "1-4" \h \z \u \l "_Tc20914" PAGEREF _Tc20914 \h 1
\l "_Tc6419" 模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值) PAGEREF _Tc6419 \h 1
\l "_Tc22695" 模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值) PAGEREF _Tc22695 \h 6
\l "_Tc17846" 模型3.將軍飲馬模型(多線段和的最值) PAGEREF _Tc17846 \h 9
\l "_Tc29780" PAGEREF _Tc29780 \h 15
模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值)
條件:A,B為定點,m為定直線,P為直線m上的一個動點,求AP+BP的最小值。
模型(1)點A、B在直線m兩側(cè): 模型(2)點A、B在直線同側(cè):

模型(1)點A、B在直線m兩側(cè): 模型(2)點A、B在直線同側(cè):

圖(1) 圖(2)
模型(1):如圖(1),連結(jié)AB,根據(jù)兩點之間線段最短,AP+BP的最小值即為:線段AB的長度。
模型(2):如圖(2),作點A關(guān)于定直線m的對稱點A’,連結(jié)A’B,根據(jù)兩點之間線段最短,AP+BP的最小值即為:線段A’B的長度。
例1.(2024·陜西西安·一模)如圖,在四邊形中,,,,,,E是邊上的一動點,F(xiàn)為的中點,則的最小值為 .
例2.(2024·四川廣安·中考真題)如圖,在中,,,,點為直線上一動點,則的最小值為 .
例3.(2024·廣東·二模)如圖,菱形的一條對角線,,P是對角線上的一個動點,E,F(xiàn)分別為邊,的中點,則的最小值是( )
A.2B.C.4D.
例4.(2024·河南洛陽·模擬預(yù)測)如圖,在扇形中,,平分交于點,點為半徑上一動點.若陰影部分周長的最小值為,則扇形的半徑的長為 .

模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值)
條件:A,B為定點,m為定直線,P為直線l上的一個動點,求|AP-BP|的最大值。
模型(1):點A、B在直線m同側(cè): 模型(2):點A、B在直線m異側(cè):


圖(1) 圖(2)
模型(1):如圖(1),延長AB交直線m于點P,當(dāng)A、B、P不共線時,根據(jù)三角形三邊關(guān)系,有:|P’A-P’B|<AB,當(dāng)A、B、P共線時,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即為:線段AB的長度。
模型(2):如圖(2),作點B作關(guān)于直線m的對稱點B’,連接AB’交直線m于點P,此時PB=PB’。
當(dāng)A、B、P不共線時,根據(jù)三角形三邊關(guān)系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,
當(dāng)A、B、P共線時,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即為:線段AB’的長度。
例1.(2024·河南南陽·一模)如圖,已知△ABC為等腰直角三角形,AC=BC=6,∠BCD=15°,P為直線CD上的動點,則|PA-PB|的最大值為____.
例2.(2024·陜西渭南·二模)如圖,在菱形中,為邊中點,而點在邊上,為對角線所在直線上一動點,已知,,且,則的最大值為 .
例3.(23-24八年級下·山東聊城·期中)如圖,在正方形中,,與交于點,是的中點,點在邊上,且為對角線上一點,則的最大值為 .

模型3.將軍飲馬(多線段和的最值模型)
模型(1):兩定點+兩動點
條件:A,B為定點,在直線m、n上分別找兩點P、Q,使PA+PQ+QB最小。
兩個點都在直線外側(cè)(圖1-1);內(nèi)外側(cè)各一點(圖1-2);兩個點都在內(nèi)側(cè)(圖1-3)

圖1-1 圖1-1 圖1-1 圖2
模型(2):一定點+兩動點
條件:如圖2,A為定點,在直線m、n上分別找兩點P、Q,使三角形APQ的周長(AP+PQ+QA)最小。

圖1-1 圖1-1 圖1-1 圖2
模型(1-1)(兩點都在直線外側(cè)型)
如圖(1-1),連結(jié)AB,根據(jù)兩點之間線段最短,PA+PQ+QB的最小值即為:線段AB的長度。
模型(1-2)(直線內(nèi)外側(cè)各一點型)
如圖(1-2),作點B關(guān)于定直線n的對稱點B’,連結(jié)AB’,根據(jù)對稱得到:QB=QB’,故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,
根據(jù)兩點之間線段最短,PA+PQ+QB的最小值即為:線段AB’的長度。
模型(1-3)(兩點都在直線內(nèi)側(cè)型)
如圖(1-3),作點B關(guān)于定直線n的對稱點B’,作點A關(guān)于定直線m的對稱點A’,連結(jié)A’B’,
根據(jù)對稱得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,
根據(jù)兩點之間線段最短,PA+PQ+QB的最小值即為:線段A’B’的長度。
模型(2):如圖(2),作點A分別關(guān)于定直線m、n的對稱點A’、A’’,連結(jié)A’B,
根據(jù)對稱得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,
再利用“兩點之間線段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即為:線段A’A’’的長度。
例1.(2023·四川廣元·一模)如圖,已知正方形邊長為3,點E在邊上且,點P,Q分別是邊,的動點(均不與頂點重合),當(dāng)四邊形的周長取最小值時,四邊形的面積是( )
A.B.C.D.
例2.(2022·山東泰安·中考真題)如圖,,點M、N分別在邊上,且,點P、Q分別在邊上,則的最小值是( )
A.B.C.D.
例3.(23-24九年級上·陜西漢中·期中)(1)如圖①,在中,.若點P是邊上一點.則的最小值為 .(2)如圖②,在中,,,點E是的中點.若點P是邊上一點,求的最小值.(3)公園內(nèi)有一條四邊形型環(huán)湖路,如圖③.若米,米,.為滿足市民健身需求,現(xiàn)要修一條由,連接而成的步行景觀道,其中點E,F(xiàn)分別在邊,上.為了節(jié)省成本,要使所修的這條步行景觀道最短,即的值最小,求此時的長.(路面寬度忽略不計)

1.(2024·河南周口·一模)如圖,正方形中,點M,N分別為,上的動點,且,,交于點 E,點 F 為 的中點,點P為上一個動點,連接,.若,則 的最小值為( )
A.B.C.5D.
2.(2024·山東泰安·二模)如圖,在矩形中,,,點E是邊的點,,點F是線段上一點,連接,以為直角邊作等腰直角,為斜邊,連接,則的最小值為( )
A.6B.C.D.
3.(2022·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考中考真題)如圖,菱形,點、、、均在坐標(biāo)軸上,,點,點是的中點,點是上的一動點,則的最小值是( )
A.3B.5C.D.
4.(2023·遼寧盤錦·統(tǒng)考中考真題)如圖,四邊形是矩形,,,點P是邊上一點(不與點A,D重合),連接.點M,N分別是的中點,連接,,,點E在邊上,,則的最小值是( )

A.B.3C.D.
5.(2023·安徽·統(tǒng)考中考真題)如圖,是線段上一點,和是位于直線同側(cè)的兩個等邊三角形,點分別是的中點.若,則下列結(jié)論錯誤的是( )

A.的最小值為B.的最小值為
C.周長的最小值為6D.四邊形面積的最小值為
6.(2023·廣東廣州·統(tǒng)考中考真題)如圖,正方形的邊長為4,點E在邊上,且,F(xiàn)為對角線上一動點,連接,,則的最小值為 .

7.(2024·陜西寶雞·二模)如圖,點是矩形的對稱中心,點,分別在邊,上,且經(jīng)過點,,,,點是邊上一動點.則周長的最小值為 .
8.(2024·陜西渭南·二模)如圖,在四邊形中,,,,連接、交于點,點為上一動點,連接,點為的中點,連接、,則的最小值為 .
9.(2024·陜西商洛·三模)如圖,點為正方形的對稱中心,點為邊上的動點,連接,作交于點,連接,為的中點,為邊上一點,且,連接,,則的最小值為 .
10.(2023·江蘇南通·模擬預(yù)測)如圖,中,,,,I為的內(nèi)心,若M、N分別是斜邊和直角邊上的動點,連接,則的最小值為 .
11.(2024·海南·三模)如圖,矩形中,,,、分別是直線、上的兩個動點,,沿翻折形成,連接、,則 ,的最小值是 .

12.(2024·陜西咸陽·模擬預(yù)測)如圖,在中,連接,,的垂直平分線交于E,交于F,P是線段上一動點,點Q為的中點.若,的面積是24,則的最小值為 .
13.(2024·山東淄博·一模)如圖,線段與相交于點E,保持,已知,,則的最小值是 .
14.(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 .

15.(2023上·江蘇常州·九年級??茧A段練習(xí))如圖,是的直徑,點A是半圓上的三等分點,B是弧的中點,P點為直線上的一個動點,當(dāng)時,的最小值為 .

16.(2023·湖北黃岡·??寄M預(yù)測)如圖,在菱形中,,,點E為的中點,點F在上,且,點G為直線上一動點,的最大值是 ___________.

17.(2023·陜西西安·??寄M預(yù)測)如圖,四邊形中,,,,,,點為直線左側(cè)平面上一點,的面積為,則的最大值為______ .
18.(2024·陜西榆林·二模)【問題提出】(1)如圖1,在四邊形中,,,,點E為的中點,點F為BC上一點,連接EF,,則的長為________;
【問題探究】(2)如圖2,菱形的邊長為8,且,E是的中點,F(xiàn)為對角線上一動點,連接,求周長的最小值;
【問題解決】(3)某校為了開展勞動教育,開辟出一塊四邊形空地,其平面示意圖如圖3中四邊形所示,經(jīng)測量,米,米,,并沿著對角線修建一條隔墻(厚度不計)將該空地分成和兩個區(qū)域,其中區(qū)域為幼苗培育區(qū),區(qū)域為作物觀察區(qū),的中點P處有一扇門,現(xiàn)計劃在上取點E、F(點E在點F左側(cè)),并沿修建一面結(jié)果記錄墻(厚度不計),根據(jù)規(guī)劃要求,米,且與的長度之和最小,請問的值是否存在最小值?若存在,求出的最小值;若不存在,請說明理由.
19.(23-24九年級上·河南周口·期末)唐朝詩人李頎的詩《古從軍行》開頭兩句說:“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河.”詩中隱含著一個有趣的數(shù)學(xué)問題——將軍飲馬問題:
如圖1所示,詩中將軍在觀望烽火之后從山腳下的A點出發(fā),走到河旁邊的P點飲馬后再到B點宿營.請問怎樣走才能使總的路程最短?
作法如下:如圖1,從出發(fā)向河岸引垂線,垂足為,在的延長線上,取關(guān)于河岸的對稱點,連接,與河岸線相交于,則點就是飲馬的地方,將軍只要從A出發(fā),沿直線走到,飲馬之后,再由沿直線走到,所走的路程就是最短的.

(1)觀察發(fā)現(xiàn)如圖2,在等腰梯形中,,點、是底邊與的中點,連接,在線段上找一點,使最短.
作點關(guān)于的對稱點,恰好與點重合,連接交于一點,則這點就是所求的點,故的最小值為_______.
(2)實踐運用如圖3,已知的直徑,點A在圓上,且的度數(shù)為,點是弧的中點,點在直徑上運動,求的最小值.
(3)拓展遷移如圖,已知拋物線的對稱軸為,且拋物線經(jīng)過兩點,與軸交于另一點.①求這條拋物線所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;②在拋物線的對稱軸直線上找到一點,使周長最小,請求出此時點的坐標(biāo)與周長最小值.
20.(2024·甘肅蘭州·模擬預(yù)測)如圖,一次函數(shù)的圖象與反比例函數(shù)的圖象交于,兩點.(1)求此反比例函數(shù)的表達(dá)式及點的坐標(biāo);
(2)在y軸上存在點,使得的值最小,求的最小值.
21.(2023·山東棗莊·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線經(jīng)過兩點,并交x軸于另一點B,點M是拋物線的頂點,直線AM與軸交于點D.

(1)求該拋物線的表達(dá)式;(2)若點H是x軸上一動點,分別連接MH,DH,求的最小值;
22.(2023·陜西西安·九年級校考階段練習(xí))【問題提出】
(1)如圖1,,在內(nèi)部有一點P,M、N分別是、上的動點,分別作點P關(guān)于邊、的對稱點,,連接,與、相交于M、N,則此時的周長最小,且順次連接O,,后的形狀是等腰直角三角形.理由如下:
∵點P關(guān)于邊、的對稱點分別為,,
∴,,,,
∴即周長的的最小值為
∵,∴∴是等腰直角三角形.
學(xué)以致用:若,在內(nèi)部有一點P,分別作點P關(guān)于邊、的對稱點,,順次連接O,,,則的形狀是__________三角形.
(2)【問題探究】如圖2,在中,,,點D是的中點,若,請用含有h的代數(shù)式表示的面積.(3)【問題解決】如圖3,在四邊形內(nèi)有一點P,點P到頂點B的距離為10,,點M、N分別是、邊上的動點,順次連接P、M、N,使在周長最小的情況下,面積最大,問:是否存在使在周長最小的條件下,面積最大這種情況?若存在,請求出的面積的最大值;若不存在,請說明理由.
專題31 最值模型之將軍飲馬模型
“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,這是唐代詩人李頎《古從軍行》里的一句詩,由此卻引申出一系列非常有趣的數(shù)學(xué)問題,通常稱為“將軍飲馬”。
將軍飲馬問題從本質(zhì)上來看是由軸對稱衍生而來,同時還需掌握平移型將軍飲馬(即將軍遛馬、造橋或過橋),主要考查轉(zhuǎn)化與化歸等的數(shù)學(xué)思想。在各類考試中都以中高檔題為主,本專題就特殊的平行四邊形背景下的將軍飲馬問題進(jìn)行梳理及對應(yīng)試題分析,方便掌握。
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\l "_Tc6419" 模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值) PAGEREF _Tc6419 \h 1
\l "_Tc22695" 模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值) PAGEREF _Tc22695 \h 6
\l "_Tc17846" 模型3.將軍飲馬模型(多線段和的最值) PAGEREF _Tc17846 \h 9
\l "_Tc29780" PAGEREF _Tc29780 \h 15
模型1.將軍飲馬模型(雙線段和的最小值)
條件:A,B為定點,m為定直線,P為直線m上的一個動點,求AP+BP的最小值。
模型(1)點A、B在直線m兩側(cè): 模型(2)點A、B在直線同側(cè):

模型(1)點A、B在直線m兩側(cè): 模型(2)點A、B在直線同側(cè):

圖(1) 圖(2)
模型(1):如圖(1),連結(jié)AB,根據(jù)兩點之間線段最短,AP+BP的最小值即為:線段AB的長度。
模型(2):如圖(2),作點A關(guān)于定直線m的對稱點A’,連結(jié)A’B,根據(jù)兩點之間線段最短,AP+BP的最小值即為:線段A’B的長度。
例1.(2024·陜西西安·一模)如圖,在四邊形中,,,,,,E是邊上的一動點,F(xiàn)為的中點,則的最小值為 .
【答案】
【分析】本題考查軸對稱中最短路線問題,正方形的判定,勾股定理,靈活運用將軍飲馬模型是解題的關(guān)鍵.取的中點H連接,, ,,證明出F點就是與的交點,四邊形是平行四邊形,四邊形是正方形,利用將軍飲馬模型得到是的最小值,再在中,利用勾股定理求出即可.
【詳解】取的中點H連接,
,,,
,四邊形是平行四邊形,,且點為的中點,
∴,與的交點就是的中點F,連接,
,,四邊形是平行四邊形,
, 四邊形是正方形,A,C關(guān)于BH對稱,
連接,,則,,即的最小值為的長,
在中,, ,
由勾股定理,得, 故答案為:.
例2.(2024·四川廣安·中考真題)如圖,在中,,,,點為直線上一動點,則的最小值為 .
【答案】
【分析】如圖,作關(guān)于直線的對稱點,連接交于,則,,,當(dāng)重合時,最小,最小值為,再進(jìn)一步結(jié)合勾股定理求解即可.
【詳解】解:如圖,作關(guān)于直線的對稱點,連接交于,則,,,∴當(dāng)重合時,最小,最小值為,
∵,,在中,∴,,∴,,
∵,∴,故答案為:
【點睛】此題考查了平行四邊形的性質(zhì),勾股定理,軸對稱的性質(zhì),求最小值問題,正確理解各性質(zhì)及掌握各知識點是解題的關(guān)鍵.
例3.(2024·廣東·二模)如圖,菱形的一條對角線,,P是對角線上的一個動點,E,F(xiàn)分別為邊,的中點,則的最小值是( )
A.2B.C.4D.
【答案】C
【分析】作點關(guān)于直線的對稱點,連接,根據(jù)軸對稱的性質(zhì)可知,證明四邊形為平行四邊形,為最小值,再求出菱形的邊,即為的最小值.
【詳解】解:如圖,連接,交于,

∵菱形,∴,,,,
∵∴,∴,
∴,∴,,
作點關(guān)于直線的對稱點,連接, ∴,
∵點為邊上的中點,則點也為邊的中點,
∴當(dāng)點、、在一條直線上時,有最小值,
連接交于,∴當(dāng)重合時,為最小值,
∵為的中點,∴,∴四邊形為平行四邊形,
∴,∴的最小值是,故選:C.
【點睛】本題考查了軸對稱中的最短距離問題、菱形的性質(zhì)、平行四邊形的判定與性質(zhì),勾股定理的應(yīng)用,學(xué)會利用軸對稱的性質(zhì)解決最短距離問題是解答本題的關(guān)鍵.
例4.(2024·河南洛陽·模擬預(yù)測)如圖,在扇形中,,平分交于點,點為半徑上一動點.若陰影部分周長的最小值為,則扇形的半徑的長為 .

【答案】2
【分析】本題主要考查扇形周長的計算,軸對稱最短路徑的計算方法,掌握扇形弧長的計算方法,軸對稱求最短路徑的方法是解題的關(guān)鍵.根據(jù)題意可求出,作點關(guān)于的對稱點,可得最小,則扇形周長最小,由此即可求解.
【詳解】解:∵平分,,∴,
設(shè)扇形的半徑,∴的長為:,陰影部分的周長最小為,
如圖所示,作點關(guān)于的對稱點,連接與交于點,此時,的值最小,即陰影部分的周長最小,

∴,∴,
即,解得,,故答案為:.
模型2.將軍飲馬模型(雙線段差的最大值)
條件:A,B為定點,m為定直線,P為直線l上的一個動點,求|AP-BP|的最大值。
模型(1):點A、B在直線m同側(cè): 模型(2):點A、B在直線m異側(cè):


圖(1) 圖(2)
模型(1):如圖(1),延長AB交直線m于點P,當(dāng)A、B、P不共線時,根據(jù)三角形三邊關(guān)系,有:|P’A-P’B|<AB,當(dāng)A、B、P共線時,有|PA-PB|=AB,故|PA-PB|≤AB,即|AP-BP|的最大值即為:線段AB的長度。
模型(2):如圖(2),作點B作關(guān)于直線m的對稱點B’,連接AB’交直線m于點P,此時PB=PB’。
當(dāng)A、B、P不共線時,根據(jù)三角形三邊關(guān)系,有:|P’A-P’B|=|P’A-P’B’|<AB’,
當(dāng)A、B、P共線時,有|PA-PB|=|PA-PB’|=AB’,故|PA-PB|≤AB’,即|AP-BP|的最大值即為:線段AB’的長度。
例1.(2024·河南南陽·一模)如圖,已知△ABC為等腰直角三角形,AC=BC=6,∠BCD=15°,P為直線CD上的動點,則|PA-PB|的最大值為____.
【答案】6
【分析】作A關(guān)于CD的對稱點A′,連接A′B交CD于P,則點P就是使|PA-PB|的值最大的點,|PA-PB|=A′B,連接A′C,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)得到∠CAB=∠ABC=45°,∠ACB=90°,根據(jù)角的和差關(guān)系得到∠ACD=75°,根據(jù)軸對稱的性質(zhì)得到A′C=AC=BC,∠CA′A=∠CAA′=15°,推出△A′BC是等邊三角形,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論.
【詳解】如圖,作A關(guān)于的對稱點,連接并延長交延長線于點P,則點P就是使的值最大的點,,連接,
∵為等腰直角三角形,,∴,,
∵,∴,∵點A與A′關(guān)于CD對稱,
∴CD⊥AA′,,,∴,
∵AC=BC,∴,,∴,
∵,∴,∴是等邊三角形,∴.故答案為:6
【點睛】此題主要考查軸對稱--最短路線問題,等腰直角三角形的性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),正確的作出圖形是解題的關(guān)鍵.
例2.(2024·陜西渭南·二模)如圖,在菱形中,為邊中點,而點在邊上,為對角線所在直線上一動點,已知,,且,則的最大值為 .
【答案】
【分析】本題考查菱形的性質(zhì),軸對稱中最值問題,勾股定理.取的中點,連接,易得,故,即當(dāng)共線時,最大,作于,先后求出,最后用勾股定理求即可.
【詳解】解:如圖,取的中點,連接,四邊形是菱形
在和中
連接 當(dāng)共線時,最大,圖中處
作于
.即的最大值為.
例3.(23-24八年級下·山東聊城·期中)如圖,在正方形中,,與交于點,是的中點,點在邊上,且為對角線上一點,則的最大值為 .

【答案】
【分析】本題考查了正方形的性質(zhì),平行線分線段成比例定理,等腰直角三角形的判定與性質(zhì),最值問題等,熟練掌握和靈活運用相關(guān)知識是解題的關(guān)鍵.以為對稱軸作N的對稱點,連接,根據(jù)對稱性質(zhì)可知,,由此可得,當(dāng)三點共線時,取“”,此時即的值最大,由正方形的性質(zhì)求出的長,繼而可得,,再證明,可得,,判斷出為等腰直角三角形,求得長即可得答案.
【詳解】解:如圖,以為對稱軸作N的對稱點,連接,

根據(jù)軸對稱性質(zhì)可知,,∴,當(dāng)三點共線時,取“”,
∵在正方形中,,,∴,∵O為中點,∴,
∵N為中點,∴,∴,∴,
∵,∴,∴,
∴,∴,∵,
∴為等腰直角三角形,∴,故答案為:2.
模型3.將軍飲馬(多線段和的最值模型)
模型(1):兩定點+兩動點
條件:A,B為定點,在直線m、n上分別找兩點P、Q,使PA+PQ+QB最小。
兩個點都在直線外側(cè)(圖1-1);內(nèi)外側(cè)各一點(圖1-2);兩個點都在內(nèi)側(cè)(圖1-3)

圖1-1 圖1-1 圖1-1 圖2
模型(2):一定點+兩動點
條件:如圖2,A為定點,在直線m、n上分別找兩點P、Q,使三角形APQ的周長(AP+PQ+QA)最小。

圖1-1 圖1-1 圖1-1 圖2
模型(1-1)(兩點都在直線外側(cè)型)
如圖(1-1),連結(jié)AB,根據(jù)兩點之間線段最短,PA+PQ+QB的最小值即為:線段AB的長度。
模型(1-2)(直線內(nèi)外側(cè)各一點型)
如圖(1-2),作點B關(guān)于定直線n的對稱點B’,連結(jié)AB’,根據(jù)對稱得到:QB=QB’,故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB’,
根據(jù)兩點之間線段最短,PA+PQ+QB的最小值即為:線段AB’的長度。
模型(1-3)(兩點都在直線內(nèi)側(cè)型)
如圖(1-3),作點B關(guān)于定直線n的對稱點B’,作點A關(guān)于定直線m的對稱點A’,連結(jié)A’B’,
根據(jù)對稱得到:QB=QB’,PA=PA’,故PA+PQ+QB=PA’+PQ+QB’,
根據(jù)兩點之間線段最短,PA+PQ+QB的最小值即為:線段A’B’的長度。
模型(2):如圖(2),作點A分別關(guān)于定直線m、n的對稱點A’、A’’,連結(jié)A’B,
根據(jù)對稱得到:QA=QA’,PA=PA’’,故故PA+PQ+QA=PA’’+PQ+QA’,
再利用“兩點之間線段最短”,得到PA+PQ+QA的最小值即為:線段A’A’’的長度。
例1.(2023·四川廣元·一模)如圖,已知正方形邊長為3,點E在邊上且,點P,Q分別是邊,的動點(均不與頂點重合),當(dāng)四邊形的周長取最小值時,四邊形的面積是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】作E關(guān)于BC的對稱點,點A關(guān)于的對稱點,連接,四邊形的周長最小,根據(jù),即可解.
【詳解】解:如圖1所示,作E關(guān)于BC的對稱點,點A關(guān)于的對稱點,連接,四邊形的周長最小,
∵,,∴,.
∵,D是的中點,∴是的中位線,
∴,,∵,∴,
∴,即,,,
,故選:B.
【點睛】本題主要考查了正方形的性質(zhì),軸對稱的性質(zhì),三角形相似的判定和性質(zhì),中位線的性質(zhì),三角形面積的計算,解題的關(guān)鍵是作出輔助線,找出四邊形的周長最小時,P、Q的位置.
例2.(2022·山東泰安·中考真題)如圖,,點M、N分別在邊上,且,點P、Q分別在邊上,則的最小值是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】作M關(guān)于OB的對稱點M′,作N關(guān)于OA的對稱點N′,連接M′N′,即為MP+PQ+QN的最小值;證出△ONN′為等邊三角形,△OMM′為等邊三角形,得出∠N′OM′=90°,由勾股定理求出M′N′即可.
【詳解】解:作M關(guān)于OB的對稱點M′,作N關(guān)于OA的對稱點N′,如圖所示:
連接M′N′,即為MP+PQ+QN的最小值.
根據(jù)軸對稱的定義可知:,,∠N′OQ=∠M′OB=30°,
∴∠NON′=60°,,∴△ONN′為等邊三角形,△OMM′為等邊三角形,
∴∠N′OM′=90°,∴在Rt△M′ON′中,M′N′=.故選:A.
【點睛】本題考查了軸對稱--最短路徑問題,根據(jù)軸對稱的定義,找到相等的線段,得到等邊三角形是解題的關(guān)鍵.
例3.(23-24九年級上·陜西漢中·期中)(1)如圖①,在中,.若點P是邊上一點.則的最小值為 .(2)如圖②,在中,,,點E是的中點.若點P是邊上一點,求的最小值.(3)公園內(nèi)有一條四邊形型環(huán)湖路,如圖③.若米,米,.為滿足市民健身需求,現(xiàn)要修一條由,連接而成的步行景觀道,其中點E,F(xiàn)分別在邊,上.為了節(jié)省成本,要使所修的這條步行景觀道最短,即的值最小,求此時的長.(路面寬度忽略不計)

【答案】(1);(2)的最小值為;(3)的長為500米,的長為1000米
【分析】(1)過B作于P,由垂線段最短可知,時,的值最小,由面積法即可求解;
(2)作E關(guān)于直線的對稱點,連接交于P,由E,關(guān)于直線對稱,可知,當(dāng)B,P,共線時,此時最小,最小值為的長度,根據(jù),點E是的中點,可得,再用勾股定理可得答案;
(3)作C關(guān)于的對稱點M,連接交于H,作C關(guān)于的對稱點N,連接,延長,交于G,連接,連接交于E,交于F,由C,N關(guān)于對稱,C,M關(guān)于對稱,,當(dāng)N,E,F(xiàn),M共線,最小,根據(jù),,可得,即得米,米,米,由,知是等邊三角形,從而米,同理可得米,,即得米,米,故米,知,在中,米,在中,米,即得米.
【詳解】解:(1)過B作于P,如圖:

由垂線段最短可知,時,∵,∴,
∵,∴;故答案為:;
(2)作E關(guān)于直線的對稱點,連接交于P,如圖:
∵E,關(guān)于直線對稱,∴,∴,
當(dāng)B,P,共線時,最小,最小值為的長度,
∵,∴,∵點E是的中點,∴,
∵E,關(guān)于直線對稱,∴,∴,
在中,,∴的最小值為;
(3)作C關(guān)于的對稱點M,連接交于H,作C關(guān)于的對稱點N,連接,延長,交于G,連接,連接交于E,交于F,如圖:
∵由C,N關(guān)于對稱,C,M關(guān)于對稱,
∴,∴,
當(dāng)N,E,F(xiàn),M共線時,此時最??;
∵,∴,
∵C,M關(guān)于對稱,∴,
∴,∴米,由勾股定理得米,∴米,
∵,∴是等邊三角形,∴米,∴米,
∵,∴,∵C,N關(guān)于對稱,∴C,B,N共線,,
∴米,由勾股定理得米,∴米,∴,
∵,∴,∴,
在中,(米),在中,(米),
∴(米),答:的長為500米,的長為1000米.
【點睛】本題是四邊形綜合題,考查了直角三角形性質(zhì),勾股定理,解直角三角形,等邊三角形的判定和性質(zhì),軸對稱的性質(zhì)等,解題的關(guān)鍵是作對稱,根據(jù)兩點之間線段最短解決問題.
1.(2024·河南周口·一模)如圖,正方形中,點M,N分別為,上的動點,且,,交于點 E,點 F 為 的中點,點P為上一個動點,連接,.若,則 的最小值為( )
A.B.C.5D.
【答案】B
【分析】先根據(jù)得,進(jìn)而可得,由此可得E點的運動軌跡在是以為直徑的圓上.延長至使,得與F關(guān)于直線對稱.連接交于P點,交圓O于E點,則,此時的值最小,根據(jù)勾股定理求出的長,即可得的最小值.
【詳解】∵是正方形,,,
又,,,
又,,,
∴E點在以為直徑的圓上運動.設(shè)的中點為O,則 ,
延長至使,則與F關(guān)于直線對稱,
連接交于P點,交圓O于E點,則,,
此時P、E、F三點共線,因此的值最?。谥校?,,
,,∴的最小值為,故選:B.
【點睛】本題是一道動點問題和最值問題的綜合性題目,考查了正方形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)、直徑所對圓周角等于90度、軸對稱的性質(zhì).找出E點的運動軌跡是解題的關(guān)鍵.
2.(2024·山東泰安·二模)如圖,在矩形中,,,點E是邊的點,,點F是線段上一點,連接,以為直角邊作等腰直角,為斜邊,連接,則的最小值為( )
A.6B.C.D.
【答案】B
【分析】過點G作于H,則可證明,得;取中點O,則,則點G在直線上運動,連接,則,,當(dāng)三點共線時最小,從而最小,由勾股定理即可求得最小值.
【詳解】解:如圖,過點G作于H,則,;
四邊形是矩形,,,,;
,,;
取中點O,連接,則,,四邊形是平行四邊形,
,四邊形是矩形,,則點G在直線上運動;
連接,則垂直平分,,,
當(dāng)三點共線時最小,從而最小,
,則由勾股定理,即的最小值為.
故選:B.
【點睛】本題考查了全等三角形的判定與性質(zhì),矩形的判定與性質(zhì),線段垂直平分線的性質(zhì),勾股定理,確定點G運動的路徑是解題的關(guān)鍵.
3.(2022·內(nèi)蒙古赤峰·統(tǒng)考中考真題)如圖,菱形,點、、、均在坐標(biāo)軸上,,點,點是的中點,點是上的一動點,則的最小值是( )
A.3B.5C.D.
【答案】A
【分析】直線AC上的動點P到E、D兩定點距離之和最小屬“將軍飲馬”模型,由D關(guān)于直線AC的對稱點B,連接BE,則線段BE的長即是PD+PE的最小值.
【詳解】如圖:連接BE,∵菱形ABCD,∴B、D關(guān)于直線AC對稱,

∵直線AC上的動點P到E、D兩定點距離之和最小
∴根據(jù)“將軍飲馬”模型可知BE長度即是PD+PE的最小值.,
∵菱形ABCD,,點,∴,,
∴∴△CDB是等邊三角形∴
∵點是的中點,∴,且BE⊥CD, ∴故選:A.
【點睛】本題考查菱形性質(zhì)及動點問題,解題的關(guān)鍵是構(gòu)造直角三角形用勾股定理求線段長.
4.(2023·遼寧盤錦·統(tǒng)考中考真題)如圖,四邊形是矩形,,,點P是邊上一點(不與點A,D重合),連接.點M,N分別是的中點,連接,,,點E在邊上,,則的最小值是( )

A.B.3C.D.
【答案】C
【分析】根據(jù)直線三角形斜邊中線的性質(zhì)可得,,通過證明四邊形是平行四邊形,可得,則,作點C關(guān)于直線的對稱點M,則,點B,P,M三點共線時,的值最小,最小值為.
【詳解】解:四邊形是矩形,,,
點M,N分別是的中點,,,,,
,,,又,四邊形是平行四邊形,
,,
如圖,作點C關(guān)于直線的對稱點M,連接,,則,

當(dāng)點B,P,M三點共線時,的值最小,最小值為,
在中,,,
,
的最小值,故選C.
【點睛】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),軸對稱的性質(zhì),勾股定理,線段的最值問題等,解題的關(guān)鍵是牢固掌握上述知識點,熟練運用等量代換思想.
5.(2023·安徽·統(tǒng)考中考真題)如圖,是線段上一點,和是位于直線同側(cè)的兩個等邊三角形,點分別是的中點.若,則下列結(jié)論錯誤的是( )

A.的最小值為B.的最小值為
C.周長的最小值為6D.四邊形面積的最小值為
【答案】A
【分析】延長,則是等邊三角形,觀察選項都是求最小時,進(jìn)而得出當(dāng)點與重合時,則三點共線,各項都取得最小值,得出B,C,D選項正確,即可求解.
【詳解】解:如圖所示,延長,依題意∴是等邊三角形,

∵是的中點,∴,∵,∴
∴,∴∴,
∴四邊形是平行四邊形,則為的中點,如圖所示,
設(shè)的中點分別為,則
∴當(dāng)點在上運動時,在上運動,當(dāng)點與重合時,即,
則三點共線,取得最小值,此時,
則,∴到的距離相等,則,
此時 此時和的邊長都為2,則最小,
∴,∴∴,
或者如圖所示,作點關(guān)于對稱點,則,則當(dāng)三點共線時,

此時 故A選項錯誤,
根據(jù)題意可得三點共線時,最小,此時,則,故B選項正確;
周長等于,即當(dāng)最小時,周長最小,
如圖所示,作平行四邊形,連接,
∵,則
如圖,延長,,交于點,則,
∴是等邊三角形,∴,
在與中,∴
∴∴∴
∴,則,∴是直角三角形,

在中,∴當(dāng)時,最短,
∵∴周長的最小值為,故C選項正確;
∵∴四邊形面積等于
∴當(dāng)?shù)拿娣e為0時,取得最小值,此時,重合,重合
∴四邊形面積的最小值為,故D選項正確,故選:A.
【點睛】本題考查了解直角三角形,等邊三角形的性質(zhì),勾股定理,熟練掌握等邊三角形的性質(zhì),得出當(dāng)點與重合時得出最小值是解題的關(guān)鍵.
6.(2023·廣東廣州·統(tǒng)考中考真題)如圖,正方形的邊長為4,點E在邊上,且,F(xiàn)為對角線上一動點,連接,,則的最小值為 .

【答案】
【分析】連接交于一點F,連接,根據(jù)正方形的對稱性得到此時最小,利用勾股定理求出即可.
【詳解】解:如圖,連接交于一點F,連接,
∵四邊形是正方形,∴點A與點C關(guān)于對稱,∴,
∴,此時最小,
∵正方形的邊長為4,∴,∵點E在上,且,
∴,即的最小值為故答案為:.

【點睛】此題考查正方形的性質(zhì),熟練運用勾股定理計算是解題的關(guān)鍵.
7.(2024·陜西寶雞·二模)如圖,點是矩形的對稱中心,點,分別在邊,上,且經(jīng)過點,,,,點是邊上一動點.則周長的最小值為 .
【答案】/
【分析】本題考查了矩形的性質(zhì),勾股定理,線段和的最小值計算;作關(guān)于的對稱點,連接,交于,連接,則的最小值為,證明出周長的最小值為,作于,于,利用勾股定理求出和即可.
【詳解】解:如圖,作關(guān)于的對稱點,連接,交于,連接,

,的最小值為,周長的最小值為,
作于,于,,,
點是矩形的對稱中心,經(jīng)過點,
∵,,,,,
,,,周長的最小值為.
8.(2024·陜西渭南·二模)如圖,在四邊形中,,,,連接、交于點,點為上一動點,連接,點為的中點,連接、,則的最小值為 .
【答案】
【分析】本題考查全等三角形、等邊三角形的性質(zhì)和判定、軸對稱最短路徑問題,找到對稱點轉(zhuǎn)化線段是解題關(guān)鍵.
過點作的平行線分別交、于點、,由點為上一動點,點為線段的中點可得到點在線段上運動,為的中位線,求證,用等腰三角形“三線合一”證明,所以,即點與點關(guān)于對稱,所以,同時證明是等邊三角形,,即的最小值為.
【詳解】解:過點作分別交、于點、,
∵點為上一動點,點為線段的中點 ∴點在線段上運動,且為的中位線,
∵在和中, ∴,
∴,∴,,
∴,是等邊三角形,∴點與點關(guān)于對稱,∴,
又∵∴的最小值為.
9.(2024·陜西商洛·三模)如圖,點為正方形的對稱中心,點為邊上的動點,連接,作交于點,連接,為的中點,為邊上一點,且,連接,,則的最小值為 .
【答案】
【分析】如圖,連接,由題意知,,由,得,,證明,則,是等腰直角三角形,由是中點,則,,,如圖,過作于,過作于,由,可知四點共圓,由,可得,進(jìn)而可得在線段上運動,如圖,延長,作點關(guān)于對稱的點,過作于,連接交于,連接,由題意知,,且,可知當(dāng)三點共線時,值最小,在中,由勾股定理得,,計算求解的值即可.
【詳解】解:如圖,連接,
由題意知,,∵,∴,
∵,∴,
在和中,∵,∴,
∴,∴是等腰直角三角形,∵是中點,∴,
∴,,如圖,過作于,過作于,∴,
∵,∴四點共圓,∵,∴,
∴在線段上運動,如圖,延長,作點關(guān)于對稱的點,過作于,連接交于,連接,由題意知,,
∴,∴三點共線時,值最小,
∵,在中,由勾股定理得,,
∴的最小值為,故答案為:.
【點睛】本題考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),圓的內(nèi)接四邊形,對稱的性質(zhì),等腰三角形的判定與性質(zhì),兩點之間線段最短等知識.解題的關(guān)鍵在于確定點的運動軌跡.
10.(2023·江蘇南通·模擬預(yù)測)如圖,中,,,,I為的內(nèi)心,若M、N分別是斜邊和直角邊上的動點,連接,則的最小值為 .
【答案】
【分析】本題主要考查了最短路徑問題,三角形的內(nèi)切圓和內(nèi)心,相似三角形的判定和性質(zhì).解答本題的的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確找到點與線段的長,找到數(shù)量關(guān)系.
作,,使,,由軸對稱的性質(zhì)可得,根據(jù)兩點之間線段最短,得到,再根據(jù)三角形的內(nèi)心性質(zhì)得,推出四邊形為正方形,再根據(jù)三角形全等,得到,求出和的長,再根據(jù)相似三角形的性質(zhì)求得,進(jìn)一步可求得.
【詳解】解:分別作,,垂足分別為點D、E、F,使,交于點M,交于點G,
∵,,∴, ∴,
當(dāng)、M、N三點共線且垂直于時,最短.
∵I為的內(nèi)心,,,∴,
設(shè),又∵,∴四邊形是正方形,∴,
∵中,,,∴, ∴,
在和中,∴(),∴,同理,
∵,∴,解得,,
又∵,∴,又∵,∴,
又∵,,∴,∵,∴,∴四邊形為矩形,
∴,∴,,即,,∴,
∴,∴的最小值為.故答案為:.
11.(2024·海南·三模)如圖,矩形中,,,、分別是直線、上的兩個動點,,沿翻折形成,連接、,則 ,的最小值是 .

【答案】 1 4
【分析】本題考查了翻折變換、矩形的性質(zhì)、勾股定理、軸對稱的最短路線問題,作點關(guān)于的對稱點,連接,.由,推出,又是定值,即可推出當(dāng)、、、共線時,定值最小,最小值.
【詳解】解:如圖,作點關(guān)于的對稱點,連接,.

在中,,,,
,,是定值,
當(dāng)、、、共線時,定值最小,最小值,
的最小值為4,故答案為:1,4.
12.(2024·陜西咸陽·模擬預(yù)測)如圖,在中,連接,,的垂直平分線交于E,交于F,P是線段上一動點,點Q為的中點.若,的面積是24,則的最小值為 .
【答案】6
【分析】連接,先證明是等腰三角形,點Q是邊的中點,故,再根據(jù)三角形的面積公式求出的長,再再根據(jù)是線段的垂直平分線可知,點B關(guān)于直線的對稱點為點,故的長為的最小值,由此即可得出結(jié)論.
【詳解】解:連接,∵,∴,,
∵,∴,∴,是等腰三角形,點Q是邊的中點,
,,解得,
是線段的垂直平分線,點B關(guān)于直線的對稱點為點,∴,
的長為的最小值,∴的最小值.故答案為:6.
【點睛】本題考查的是軸對稱最短路線問題,垂線段最短,平行四邊形的性質(zhì),等腰三我的性質(zhì),線段垂直平分線的性質(zhì),熟知等腰三角形三線合一的性質(zhì)是解答此題的關(guān)鍵.
13.(2024·山東淄博·一模)如圖,線段與相交于點E,保持,已知,,則的最小值是 .
【答案】
【分析】過點作,過點作交于,過點作于,連接,則四邊形為平行四邊形,從而得,,,在中分別求出,,則,由此可求出,然后根據(jù)可得出的最小值.此題主要考查了平行四邊形的性質(zhì),直角三角形的性質(zhì),勾股定理等,正確地作出輔助線構(gòu)造平行四邊形和直角三角形,理解兩點之間線段最短是解決問題的關(guān)鍵.
【詳解】解:過點作,過點作交于,過點作于,連接,如下圖所示:
,,,四邊形為平行四邊形,,,
又,,
在中,,,,
由勾股定理得:,,
在中,由勾股定理得:,
,,根據(jù)“兩點之間線段最短”得:,
即,的最小值為,的最小值是.故答案為:.
14.(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.
15.(2023上·江蘇常州·九年級??茧A段練習(xí))如圖,是的直徑,點A是半圓上的三等分點,B是弧的中點,P點為直線上的一個動點,當(dāng)時,的最小值為 .

【答案】
【分析】作點B關(guān)于的對稱點,連接交于點P,此時有最小值,連接、、、,根據(jù)圓的性質(zhì)和軸對稱的性質(zhì),得出,,再利用勾股定理求出的長,即可得到的最小值.
【詳解】解:如圖,作點B關(guān)于的對稱點,連接交于點P,此時有最小值,
連接、、、,
點A是半圓上的三等分點,,B是弧的中點,,
由軸對稱的性質(zhì)可知,,,,,
,,由勾股定理得:,
,故答案為:.

【點睛】本題考查了圓的性質(zhì),軸對稱的性質(zhì)求最小值,勾股定理等知識,解題關(guān)鍵是利用軸對稱的性質(zhì)作輔助線將所求線段轉(zhuǎn)化.
16.(2023·湖北黃岡·??寄M預(yù)測)如圖,在菱形中,,,點E為的中點,點F在上,且,點G為直線上一動點,的最大值是 ___________.

【答案】
【分析】取的中點,連接,,過點作于H點.解直角三角形求出,根據(jù)可得結(jié)論.
【詳解】解:取的中點,連接,,過點作于H點.

∵四邊形是菱形,,,∴,,
∵點E為的中點,點為的中點,∴,,
∵四邊形是菱形,,且,,
∴點E與點關(guān)于對稱,∴,∵,,
∴,,∴,
∴在中,,
∵,當(dāng)且僅當(dāng)F、G、三點共線時取等號,
∴,∴的最大值為.故答案為:.
【點睛】本題考查軸對稱﹣最短問題,解直角三角形,勾股定理以及菱形的性質(zhì)等知識,解題的關(guān)鍵是學(xué)會利用軸對稱解決最值問題,屬于中考??碱}型.
17.(2023·陜西西安·??寄M預(yù)測)如圖,四邊形中,,,,,,點為直線左側(cè)平面上一點,的面積為,則的最大值為______ .
【答案】5
【分析】過點P作于H.過點P作直線,作點C關(guān)于直線l的對稱點,連接交直線l于,此時的值最大,即的值最大,最大值為線段的長.
【詳解】解:如圖,過點作于.,,,

過點作直線,作點關(guān)于直線的對稱點,連接交直線于,此時的值最大,即的值最大,最大值為線段的長,過點作于.
,四邊形是矩形,,,
,,,
的最大值為.故答案為:.
【點睛】本題考查軸對稱-最短問題,涉及到的知識點三角形的面積,直角梯形等知識,解題的關(guān)鍵是學(xué)會利用軸對稱解決最值問題.
18.(2024·陜西榆林·二模)【問題提出】(1)如圖1,在四邊形中,,,,點E為的中點,點F為BC上一點,連接EF,,則的長為________;
【問題探究】(2)如圖2,菱形的邊長為8,且,E是的中點,F(xiàn)為對角線上一動點,連接,求周長的最小值;
【問題解決】(3)某校為了開展勞動教育,開辟出一塊四邊形空地,其平面示意圖如圖3中四邊形所示,經(jīng)測量,米,米,,并沿著對角線修建一條隔墻(厚度不計)將該空地分成和兩個區(qū)域,其中區(qū)域為幼苗培育區(qū),區(qū)域為作物觀察區(qū),的中點P處有一扇門,現(xiàn)計劃在上取點E、F(點E在點F左側(cè)),并沿修建一面結(jié)果記錄墻(厚度不計),根據(jù)規(guī)劃要求,米,且與的長度之和最小,請問的值是否存在最小值?若存在,求出的最小值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)11;(2);(3)的值存在最小值,最小值為米.
【分析】(1)根據(jù)中點的定義求出,再證明四邊形是平行四邊形,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)得到,根據(jù)線段和差即可得到答案;
(2)先求出,則當(dāng)最小時,的周長最?。B接交AC于點,證明,則,即可得到,則當(dāng)B、F、E三點共線,即點F在點的位置時,取得最小值,最小值為的長.過點E作交的延長線于點H, 進(jìn)一步求出,得到的最小值為.即可得到答案;
(3)過點P作于點H,得到米.在上取點N,使得米,連接.得到四邊形為平行四邊形,進(jìn)一步得到.作點N關(guān)于的對稱點,連接交于點,連接交于點G,則垂直平分,,即,則當(dāng)點D、F、三點共線,即點F在點處時,取得最小值,最小值為,進(jìn)一步求出米,即可得到答案.
【詳解】解:(1)∵,點E為的中點,∴,
∵,,∴四邊形是平行四邊形,
∴,∴,故答案為:11
(2)菱形的邊長為8,點E為的中點,,
當(dāng)最小時,的周長最?。B接交AC于點,如圖2.

四邊形為菱形,,.
在和中,,,,
,,,
當(dāng)B、F、E三點共線,即點F在點的位置時,取得最小值,最小值為的長.
過點E作交的延長線于點H,如圖2.
四邊形為菱形,,.
,,,,
,即的最小值為.∴周長的最小值為.
(3)過點P作于點H,如圖3.
,于點H,∴.點P為的中點,即,
點H為的中點,即米.在上取點N,使得米,連接.
,四邊形為平行四邊形,,.
作點N關(guān)于的對稱點,連接交于點,連接交于點G,如圖3.
則垂直平分,,即,
當(dāng)點D、F、三點共線,即點F在點處時,取得最小值,最小值為的長.,
過點作交的延長線于點M,如圖3.∴
∴.∴,∴米,∴米.
點P、H分別為的中點,為的中位線,米,
米,米,米,
即的值存在最小值,最小值為米.
【點睛】此題考查了平行線分線段成比例定理、解直角三角形、三角形中位線定理、平行四邊形的判定和性質(zhì)、勾股定理、軸對稱的性質(zhì)、菱形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)等知識,添加適當(dāng)?shù)妮o助線是解題的關(guān)鍵.
19.(23-24九年級上·河南周口·期末)唐朝詩人李頎的詩《古從軍行》開頭兩句說:“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河.”詩中隱含著一個有趣的數(shù)學(xué)問題——將軍飲馬問題:
如圖1所示,詩中將軍在觀望烽火之后從山腳下的A點出發(fā),走到河旁邊的P點飲馬后再到B點宿營.請問怎樣走才能使總的路程最短?
作法如下:如圖1,從出發(fā)向河岸引垂線,垂足為,在的延長線上,取關(guān)于河岸的對稱點,連接,與河岸線相交于,則點就是飲馬的地方,將軍只要從A出發(fā),沿直線走到,飲馬之后,再由沿直線走到,所走的路程就是最短的.

(1)觀察發(fā)現(xiàn)如圖2,在等腰梯形中,,點、是底邊與的中點,連接,在線段上找一點,使最短.
作點關(guān)于的對稱點,恰好與點重合,連接交于一點,則這點就是所求的點,故的最小值為_______.
(2)實踐運用如圖3,已知的直徑,點A在圓上,且的度數(shù)為,點是弧的中點,點在直徑上運動,求的最小值.
(3)拓展遷移如圖,已知拋物線的對稱軸為,且拋物線經(jīng)過兩點,與軸交于另一點.①求這條拋物線所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式;②在拋物線的對稱軸直線上找到一點,使周長最小,請求出此時點的坐標(biāo)與周長最小值.
【答案】(1)(2)的最小值為
(3)①;②點M的坐標(biāo)為;周長的最小值為
【分析】(1)過點A作于點M,作于點N,求出,,,證明四邊形為平行四邊形,得出,根據(jù)勾股定理求出,即可得出答案;
(2)取點A關(guān)于的對稱點,連接、、、、,與交于點,當(dāng)點P在點時,最小,且最小值為,證明,根據(jù),利用勾股定理求出即可;(3)①先利用對稱性求出點B的坐標(biāo),再用待定系數(shù)法求出拋物線解析式即可;②連接交直線于一點,該點即為點M,連接,,根據(jù)勾股定理求出周長的最小值為;求出直線的解析式為,把代入求出點M的坐標(biāo)即可.
【詳解】(1)解:過點A作于點M,作于點N,如圖所示:

則,∵四邊形為等腰梯形,∴,,
∴,,
∴,,,
∵,,∴四邊形為平行四邊形,∴,
∴,∴,
即的最小值為.故答案為:.
(2)解:取點A關(guān)于的對稱點,連接、、、、,與交于點,當(dāng)點P在點時,最小,且最小值為,如圖所示:

∵A關(guān)于的對稱點,為直徑,∴點在上,∵,∴,
∵點A關(guān)于的對稱點,∴,∵點是弧的中點,∴,
∴,∴,
∵直徑,∴,∴,即的最小值為.
(3)解:①∵拋物線的對稱軸為,且拋物線經(jīng)過,
∴拋物線與x軸的另外一個交點B的坐標(biāo)為:,∴拋物線的解析式為:,
把代入得:,解得:,∴拋物線的解析式為:.
②連接交直線于一點,該點即為點M,連接,,如圖所示:

∵點A、B關(guān)于直線對稱,∴,∴,
∵兩點之間線段最短,∴最小,即最小,∵為定值,∴此時的周長最小,
∵,,∴周長的最小值為;
設(shè)直線的解析式為,把,代入得:
,解得:,∴直線的解析式為,
把代入得:,∴點M的坐標(biāo)為.
【點睛】本題主要考查了將軍飲馬問題,二次函數(shù)的應(yīng)用,矩形的判定和性質(zhì),勾股定理,等腰梯形的性質(zhì),圓周角定理,軸對稱的性質(zhì),求出二次函數(shù)解析式,求一次函數(shù)解析,解題的關(guān)鍵是理解題意,數(shù)形結(jié)合,作出相應(yīng)的輔助線.
20.(2024·甘肅蘭州·模擬預(yù)測)如圖,一次函數(shù)的圖象與反比例函數(shù)的圖象交于,兩點.(1)求此反比例函數(shù)的表達(dá)式及點的坐標(biāo);
(2)在y軸上存在點,使得的值最小,求的最小值.
【答案】(1),(2)
【分析】本題考查了待定系數(shù)法求解析式,一次函數(shù)與反比例函數(shù)的綜合,線段和的最小值.
(1)把點代入一次函數(shù),即可得出,再把點坐標(biāo)代入反比例函數(shù),即可得出,兩個函數(shù)解析式聯(lián)立求得點坐標(biāo);(2)作點作關(guān)于軸的對稱點,連接,交軸于點,此時的值最小,然后根據(jù)勾股定理即可求得.
【詳解】(1)解:把點代入一次函數(shù),得,解得,∴,
點代入反比例函數(shù),得,∴反比例函數(shù)的表達(dá)式,
兩個函數(shù)解析式聯(lián)立列方程組得,解得或,∴點B坐標(biāo).
(2)解:作點關(guān)于y軸的對稱點,連接交軸于點,此時的值最小
則的最小值.
21.(2023·山東棗莊·統(tǒng)考中考真題)如圖,拋物線經(jīng)過兩點,并交x軸于另一點B,點M是拋物線的頂點,直線AM與軸交于點D.

(1)求該拋物線的表達(dá)式;(2)若點H是x軸上一動點,分別連接MH,DH,求的最小值;
【答案】(1)(2)
【分析】(1)待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式即可;
(2)作點關(guān)于軸的對稱點,連接,與軸的交點即為點,進(jìn)而得到的最小值為的長,利用兩點間距離公式進(jìn)行求解即可;
【詳解】(1)解:∵拋物線經(jīng)過兩點,
∴,解得:,∴;
(2)∵,∴,設(shè)直線,
則:,解得:,∴,當(dāng)時,,∴;
作點關(guān)于軸的對稱點,連接,則:,,
∴當(dāng)三點共線時,有最小值為的長,

∵,,∴,即:的最小值為:;
【點睛】本題考查二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,是中考常見的壓軸題.正確的求出函數(shù)解析式,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì),利用數(shù)形結(jié)合和分類討論的思想進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.
22.(2023·陜西西安·九年級校考階段練習(xí))【問題提出】
(1)如圖1,,在內(nèi)部有一點P,M、N分別是、上的動點,分別作點P關(guān)于邊、的對稱點,,連接,與、相交于M、N,則此時的周長最小,且順次連接O,,后的形狀是等腰直角三角形.理由如下:
∵點P關(guān)于邊、的對稱點分別為,,
∴,,,,
∴即周長的的最小值為
∵,∴∴是等腰直角三角形.
學(xué)以致用:若,在內(nèi)部有一點P,分別作點P關(guān)于邊、的對稱點,,順次連接O,,,則的形狀是__________三角形.
(2)【問題探究】如圖2,在中,,,點D是的中點,若,請用含有h的代數(shù)式表示的面積.(3)【問題解決】如圖3,在四邊形內(nèi)有一點P,點P到頂點B的距離為10,,點M、N分別是、邊上的動點,順次連接P、M、N,使在周長最小的情況下,面積最大,問:是否存在使在周長最小的條件下,面積最大這種情況?若存在,請求出的面積的最大值;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)等邊(2)(3)存在,
【分析】(1)根據(jù)對稱性,得到,,,進(jìn)而得到:,即可得到為等邊三角形;(2)作的垂直平分線,交于點,連接,根據(jù)中垂線的性質(zhì),得到,,推出是含的直角三角形,用分別表示出,再利用,求出,進(jìn)而求出的面積.(3)如圖,作點關(guān)于的對稱點,作點關(guān)于的對稱點,連接,交,于點M,N,此時的周長最小,可以求出,由推出最小時,的值最大,此時的面積最大,進(jìn)行求解即可.
【詳解】(1)解:∵點P關(guān)于邊OA、OB的對稱點分別為,,

∴,,,
∵,∴,∴,
∵,∴為等邊三角形;故答案為:等邊;
(2)解:∵,,點D是的中點,
∴,,,
作的垂直平分線,交于點,連接,
則:,,∴,
∴,∴,
∴,∴,
∴;
(3)解:存在;理由如下:如圖,以點為圓心,為半徑畫圓,分別作點關(guān)于,的對稱點,,則點,在上,連接,分別交,于點,,此時的周長最?。?br>∴,,,
∵,∴,且,∴,
過點作于,∴,,∴,∴,
∵,
∵為定值,∴最小時,的值最大,此時的面積最大,
過點作于點,則 ,
∴當(dāng)時,即O點與Q點重合時,的值最大,
∴,∴,∴,
∴,
∴,∴∴,
此時是等邊三角形,∴,
∵,∴,
∴ ,∴的最大值.
【點睛】本題考查軸對稱,等腰三角形的判定和性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),含的直角三角形、隱圓等知識.通過構(gòu)造軸對稱,利用軸對稱進(jìn)行求解,是解題的關(guān)鍵.

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