中考最值问题大全2019
学习雷锋作文-河南省国税局
中考最值问题解题策略
垂线段最短在最值问题中的应用
模型一
点到直线的所有线段中,垂线段最短
点P在直线l外,过点P作l的垂线PH,垂足为H,则点P到直
线l的最
短距离为线段PH的长,即“垂线段最短”.
1、如图,⊙O的半径为5,弦AB=6,M是AB上任意一点,则线段
OM的取值范围是_______________。
2、如图,在锐角△ABC中,BC=4,∠ABC=45°,BD平分∠ABC,
M、N分别是BD、BC上的动点,则CM+MN的最小值是________.
3.
如图,在Rt△
AOB
中,OA=OB=3
2
,⊙O的半径为1,点P
是AB边上的动点,过点P作⊙O的一条切线PQ(点Q为切点),
则线段PQ的最小值为________.
模型二 “胡不归”问题
基本模型:两定一动,动点在定直线上
A
M
B
O
问题:点A为直线l上一定点,点B为直线外一定点,P为直线l上一动点,要使
最小. 解决:过点A作∠NAP=45°,过点P作PE⊥AN,在直角三角形中将
22
AP转化
为PE,使得AP
22
2
AP+BP
2
+BP=PE+BP,然后利
用“两点之间线段最短”将“折”变“直”,再利用“垂线段最短”转
化为求BF的长度.
此
类题的解题步骤:第一步:以系数不为1的线段的定端点为顶点作一个角,使其正弦值等
于此线段的系数
(注意题目中有无特殊角);
第二步:过动点作第一步中角的边的垂线,构造直角三角形;
第三步:根据两点之间线段最短,将“折”变“直”,再利用
“垂线段最短”找到最小值的位置.
4.
如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,边长为3,P是对角线
1
BD上的一个动点,则BP+PC的最小值是( )
2
A.
3
B.
33
3
C. 3 D.
3
2
2
5. 如图,在△ACE中,CA=CE,∠CAE=30°,⊙O经过点C,且
圆
的直径AB在线段AE上,设点D是线段AC上任意一点(不含端点),
1
连接OD
,当CD+OD的最小值为6时,求⊙O的直径AB的长.
2
6、如图6-2-4
,二次函数y=ax
2
+2ax+4与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,tan∠CBO<
br>=2.⑴此二次函数的解析式为:________________________________
______;
⑵动直线l从与直线AC重合的位置出发,绕点A顺时针方向旋转,到与直线AB重合
时
终止运动,直线l与线段BC交于点D,P是线段AD的中点.
①直接写出点P所
经过的路线长_________________________________________.
②点D与B、C不重合时,过点D
y
y
作DE⊥AC,
DF⊥AB于点F,连接PE、
C
C
PF,在旋转过程中,∠EPF的大小是否发生变化?若不变,求∠EPF的度
数;若变化,请说明理由.
③在②的条件下,连接EF,求EF
的最小值.
D
A
P
O
A
B
x
图6-2-4
O
B
x
7.如
图6-2-5,等边△ABC的边长为3,N为AC的三等分点,三角形边上的动点M从点A
出发,沿A
→B→C的方向运动,到达点C时停止.设点M运动的路程为x,MN
2
=y,则y与
x的函数图象大致是( )
C
y y
y
y
N
A
M
B
O
A
x
O
B
图6-2-5
x
O
C
x
O
D
x
8.如图6-2-6,O为原点,每个小方格的边长为1个单位长度,A、B<
br>是第一象限内横、纵坐标均为整数的两点,且OA=OB=
10
.
⑴则A、B两点的坐标分别为__________、______________;
⑵画出线段AB绕点O旋转一周所形成的图形,并求出其面积(结
图6-2-6
果保留
π
).
9.如图6-2-7①和6-2-
7②,在△ABC中,AB=13,BC=14,cos∠ABC=
5
13
探究:如图6-2-7①,AH⊥BC于点H,AH=____________,AC=__________
_,△ABC
的面积S△ABC=___________________.
拓展如图6-
2-7②,点D在AC上(可与点A,C重合),分别过点A、C作直线BD的
垂线,垂足为E,F.设
BD=x,AE=m,CF=n(当点D与A重合时,我们认为
S
△
ABD
=
0)
⑴用x,m或n的代数式表示
S
△
ABD
及
S
△
CBD
;
⑵求(m+n)与x的函数关系式,并求(m+n)的最大值及最小值;
⑶对给定的一个x值,有时只能确定唯一的点D,指出这样的x的取值范围.
对称性质在最值问题中的应用
模型一 两点一线
类型1 异侧和最小值问题
问题:两定点A、B位于直线l异侧,在直线l上找一点P,使PA+PB值最小.
问题解决:
A
A
F
E
D
B
H
图6-2-7①
C B
图6-2-7②
C
结论:根据两点之间线段最短,PA+PB的最小值即为线段AB长.
类型2
同侧和最小值问题
问题:两定点A、B位于直线l同侧,在直线l上找一点P,使得PA+PB值最小.
问题解决:
结论:将两定点同侧转化为异侧问题,PA+PB最小值为AB′.
类型3
同侧差最小值问题
问题:两定点A、B位于直线l同侧,在直线l上找一点P,使得|PA-PB|的值最小.
问题解决:
结论:根据垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等,当PA=PB时,|PA-PB|=0.
类型4 同侧差最大值问题
问题:两定点A、B位于直线l同侧,在直线l上找一点P,使得|PA-PB|的值最大.
问题解决:
结论:根据三角形任意两边之差小于第三边,|PA-PB|≤AB,
则|PA-PB|的最大值为线段AB
的长.
类型5 异侧差最大值问题
问题:两定点A、B位于直线l异侧,在直线l上找一点P,使得|PA-PB|的值最大.
问题解决:
结论:将异侧点转化为同侧,同类型4,|PA-PB|的最大值为AB′.
1.如图,正
方形ABCD的边长为8,点M在边DC上,且DM=2,点N
是对角线AC上一动点,则线段DN+M
N的最小值为
________.
2.如图,点C的坐标为(3,y),当△ABC的周长最小时,
则y的值为________.
3.如图,已知△ABC为等腰直角三角形,AC=BC=4,∠BCD=15°,
P为射线CD上的动点,则|PA-PB|的最大值为________.
D
P
E
A
图6-1-1③
B
B C
M
图6-1-1④
C
A
P
N
P
E
A
D
C
B
D
图6-1-1⑤
4、如图6-1-1④,已知菱形AB
CD的两条对角线分别为6和8,M、N分别是BC、CD的中
点,P是对角线BD上一点,则PM+P
N的最小值= .
5、如图6-1-1⑤,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=
60°,点D是BC边上的点,CD=
3
,
将△ABC沿直线AD翻折,使点C落在A
B边上的点E处,若点P是直线AD上的动点,则△
PEB的周长的最小值是 .
6.(1)如图6-1-2①,在等边△ABC中,AB=6,点E是AB的中点,AD是高
,在AD上找
一点P,使PB+PE的值最小,最小值为 .
(2)如图6-1
-2②,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P
是OB上一动点
,则PA+PC的最小值是 ;
A
A
A
C
E
D
E
P
B
O
P
C
B
B
C
D
图6-1-2① 图6-1-2② 图6-1-2③
(3)
如图6-1-2③,点D、E分别是△ABC的AC、AB边的中点,BC=6,BC边上的高
为4,P
在BC边上,则△PDE周长的最小值为 .
7.(1)如图6-1-3①,Rt△
OAB的顶点A在x轴的正半轴上,顶点B的坐标为(3,
3
),
点C的坐标为(1,
0),点P 为斜边OB上的一动点,则PA+PC的最小值为 .
(2)如图6-1-3② ,菱形ABCD中AB=2,∠A=120°,点P,Q,K分别为线段BC
,
CD,BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为 .
C
A
y
B
D
K
P
D
Q
M
O
C
A
A
B
x
B P C
N
图6-1-3①
图6-1-3②
图6-1-3③
3)如图6-1-3③,锐角△ABC
中,AB=4
2
,∠BAC=45°,AD平分∠BAC, (
M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是 .
8.(1)如图6-1-4①,∠AOB=45°,P是∠AOB
内一点,PO=10,Q、R分别是OA、OB
上的动点,则△PQR周长的最小值是
.
(2)如图6-1-4②,点A(a,1)、B(-1,b)都在双曲线y=
-
3
(x<0)上,点P、Q分
x
别是x轴、y轴上的动点,当四边形PABQ的周长取最
小值时,PQ在直线的解析式是( ).
A.y=x B.y=x+1
C.y=x+2 D.y=x+3
B
A
y
B
a
R
P
Q
A
b
O
O
x
Q
A
P
B
图6-1-4①
图6-1-4② 图6-1-5
9. 如图6-1-5已知,直线a∥b,且a与b之间的距离为4,点A到直线a的距离为2,点B到直线b的距离为3,AB=2
30
,试在直线a上找一点M,在直线b上找一点N,满
足
MN⊥a且AM+MN+NB的长度和最短,则此时AM+NB=( )
A.6
B.8 C.10 D.12
10、如图6-1-13③,一次函数y=-2x+4的图象与x、y轴分
别交于点A,B,D 为AB的中点,C、A关于原点对称.P为OB
C
上一动点,请直接写出︱PC-PD︱的范围:__________________.
O
A
x
图6-1-13③
y
A
P
D
11.如图6-1-14,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,1),B(1,2
),点P在x轴上
运动,当点P到A、B两点距离之差的绝对值最大时,点P的坐标是________
____________.
12.在⊙O所在的平面上有一点A,它到⊙O的最近距离是3,最远距
离是7,则⊙O的半径
为________________.
13.在A、B均在面积为1
的小正方形组成的网格的格点上,建立平面直角坐标坐标系如图6
-1-15,若P是x轴上使得︱PA
-PB︱的值最大的点,OP=__________________.
y
B
A
O
O
图6-1-14
x
图6-1-15
x
A
O
图6-1-16
B
x
y
A
B
y
C
14.如图6-1-16,抛物线y=
ax
2
+bx-4a经过A(-1,0)、C(0,4)两点,与x轴交于另一点
B.
⑴抛物线及对称轴分别为________________________________;
⑵点D所在抛物线的对称轴上,求︱DB-DC︱的最大值.
模型二 一点两线
类型1 一定点与两条直线上两动点问题
问题:点P在∠AOB的内部,在OB上找一点D,在OA上找一点C,使得△PCD周长最小.
问题解决:
结论:要使△PCD周长最小,即PC+PD+CD值最小,根据两点
之间线段最短,将三条线段
转化到同一直线上即可,则△PCD周长最小为线段的长.
类型2
两定点与两条直线上两动点问题
问题:点P、Q在∠AOB的内部,在OB上找点D,在OA上找点C
,使得四边形PQDC周长最
小.
问题解决:
结论:将问题转化为类型
1即可,PC+CD+DQ的最小值为线段P’Q’
长,则四边形PQDC的周长的最小值为P’Q’+
PQ的值.
1.如图,四边形ABCD中,∠BAD=120°,∠B=∠D=90°,在BC,CD
上分别找一点M,N使△AMN的周长最小,则∠AMN+∠ANM的度数
为________
.
2.如图,在直角坐标系中,已知A(-3,-1),B(-1,-3),若D
是x轴上一动点,C是y轴上的一个动点,则四边形ABCD的周
长的最小值是________.
模块四 “小虫爬行问题”
例6-1-2(1)如图6-1-6①,已知长方体的长为AC=2cm,宽BC=1cm,
A
′
高AA′=4cm,一只蚂蚁沿长方体的表面从A点爬到B′点的最短路径是多
少?
【规律】“小小相加凑一边时路径最短.”
(2)如图6-1-6②,圆柱形杯高为12cm、底面
周长为18cm,在杯内离杯底4cm的点C处有一滴
蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm
与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离
为多少cm?
【规律】“一点内一点外要用轴对称.”
练习:
1.(1)如图6-1-
7①,长方体的长宽高分别为15、10、20,点B离点C的距离为5,一只
蚂蚁沿着长方体的表面从
点A爬到点B,最短距离是( )
A.5
21
B.25
C.10
5
+5 D.35
B′
5
C′
20
O
C′
A
A
图6-1-7②
B′
A
图6-1-7 ③
A
图6-1-7④
B
E′
B′
H
F′
G
A
蚂蚁
C′
蜜蜂
A
D
图6-1
C
B
D′
C′
B′
15
图6-1-7①
C
(2)6-1-7②,底面半径
为3cm的圆锥的主视图是个正三角形,C是母线OB的中点,
则从圆锥表面从A到C的最短距离等于
cm.
(3)6-1-7③,圆柱高8cm,底面半径2cm,一只蚂蚁从点A爬到点B处吃食,爬行
的
最短路程(π取3)是( )cm.
A.20 B.10
C.14 D.无法确定
(4)如图6-1-7④,ABCDEFGH是个无
上底长方体容器,M在容器内侧,位于侧棱BF
上,已知AB=5,BF=9,FM=3,则从外部的点
A到内部的点M的最短距离等于 .
2.如图6-1-8,是一个三级台阶,它
的每一级的长、宽、高分
别为20dm,3dm,2dm,A和B是这个台阶两相对的端点,A点
有一只昆虫想到B点去吃可口的食物,则昆虫沿着台阶爬到B
点的最短路程是多少dm?
B′
A′
20
2
3
模块五 折叠最值
图6-1-8
【规律】折叠背景下的最值问题,考查的是动手操作能力、合情推理能力.方法是:
(1)在折叠中感受大小变化规律,(2)通过特殊位置求最值.
1、如图6-1-9,折叠
矩形纸片ABCD,使B点落在AD上一点E
处,折痕的两端点M、N分别在AB、BC上(含端点),
且AB=6,
BC=10,设AE=x,则x的取值范围是 .
【规律】A、E重合时x最小为0,折痕的两端点在AB、CD上,
得到满足条件的x最大值;
2.动手操作:在矩形纸片ABCD中,AB=3,AD=5,如图6-1-
11,折叠纸片,
使点A落在BC边上的A′处,折痕为PQ,当点A′
在BC边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动
.若限定点P、Q
分别在AB、AD边上移动,则点A′在BC边上可移动的最大距离
为
.
模块六 圆中最长弦是直径
解法归一:求对角是直角的双直角四边形中对角线的最小值、
或圆中线段最小值时常用它.
1、如图6-3-1,等腰直角△ABC斜边长为4,D为是斜边AB
A
的中点,直
角∠FDE分别交AC、BC于F、E,则线段EF的最小
值是_________________.
2.如图6-3-2,AB是⊙O的一条弦,点C是⊙O上一动点,且
∠ACB=30°,点E、F分别是AC、BC的中点,直线EF与⊙O交点
G、H两点,若⊙O的半径为6,则GE+FH的最大值为____________.
模块七、求两正数和的最小值[9]
解法:①由(a-b)2≥0得a
2
+
b
2
≥2ab,当且仅当a=b时成立;
②对任意正数m,n可设m=a
2
、n=b
2
(a、b为正数),则有m+n=a
2
+b
2<
br>≥2ab=2
mn
,
即m+n≥2
mn
,当且仅当m=n时等号成立.
这是高中两个最重要的不
等式.求两个正数和的最小值时就用它,并且只有这两个正数
相等时和才取最小值.
1、阅读理解:对任意实数a,b,
∵(
a
-
b
)2≥0
,∴a-2
ab
+b≥0,∴a+b≥2
ab
,只有当a=b时,等号成立.
G
O
F
B
C
D
图6-3-1
F
E
B
C
A′
Q
图6-1-11
D′
B′
P′
B′
图6-1-9
C′
A′
D′
不合题意,向下移动N到C时,得x的最小值,继续沿BC向B移动N,使M上移至A时,
A′
C′
E
A
图6-3-2
H
根据上述内容,回答下列问题:
1
有最小值______________;
m
2
⑵若n>0,只有n=_____时n+有最小值_____________;
n
2
⑶若x>0,只有x=______时,8x
2
+
2<
br>有最小值___________________;
x
⑴若m>0,只有m=___
_时m+
2、如图6-4-1,AB为半圆O的直径,C为半圆上与点A、B
不重合的任意一点
,过点C作CD⊥AB,垂足为D,AD=a,DB
=b.请用本题图验证a+b≥2
ab,并指出等号成立时的条件.
3、如图6-4-2,已知A(-
3,0),B(0,-4),P为双曲
12
线y=(x>0)上任意一点,过点P作PC⊥x轴
于点C,PD⊥y
x
轴于点D,求四边形ABCD的面积的最小值,并说明此时四边
形
ABCD的形状.
B
图6-4-2
A
y
D
A
O
图6-4-1
C
D
B
P
O
C
x
4、公式:对于任意正数a、b,总
有a+b≥2
ab
,并且只有当a=b时,等号成立.
直接应用或变形应用
1
⑴已经y
1
=(xx>0),y
2
=(x>0),则当x=__
__________时,y
1
+y
2
取得最小值___________.
x
a
⑵已知函数y=
x+(a>0,x>0),当x=______________时,该函数有最小值____________
_.
x
y
⑶已知函数y1=x+1与函数y2=(x+1)
2
+4
,当x>-1时,求
2
的最小值,并指出相应的x
y
1
的值.
实际应用
已知某汽车的一次运输成本包含以下三个部分:一是固定费用,共360元;二是燃
油费
费,每千米为1.6元;三是折旧费,它与路程的平方成正比,比例系数为0.001.设汽车一次
运输的路程为x千米,求当x为多少时,该汽车平均每千米的运输成本最低?最低是多少元?
模块八 二次函数最值
解法归一:“二次整数ax
2<
br>+bx+c最值”完全可以借助二次函数y=ax
2
+bx+c最值解决,
解决
方案有三:一用配方法,二用顶点公式,三图象法.(注:a,b,c为常数,且a≠0)
1、
⑴x
2
-2x+6的最小值是_______________________;
⑵二次函数y=-x+6x的最大值是______________________.
2、如图6-6-1,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,P是
A
BC上任意
一点(P不与B、C重合),过点P作AP⊥PE交CD
于点
E
.设BP为x,CE为
y,当x取何值时,y的值最大?
最大值是多少?
2
D
E
B
图6-6-1
P
C
3、如图6-6-2,已知抛物线y=ax
2
+bx+4经过点B(1,0
),C
y
l
(5,0),交纵轴于点A,对称轴l与x轴相交于点M.
A
⑴请直接写出抛物线的解析式,对称轴及点A的坐标;
4
⑵在此抛物
线的对称轴上是否存在一点P,使△PAB的周长最
小?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明
理由;
(3)连接AC,在直线AC的下方的抛物线上,是否存在一点N,
B
M
使△NAC的面积最大?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请
1
O
说明理由.
4、如图6-6-3,把一张边长为4的正方形ABCD折叠,使B点
A
落在AD上的E处,折痕为MN,设AE=x,问x为何值时,折起
的四边形MNFE面积最小
,并求出这个最小面积的值.
M
C
5
x
图6-6-2
E
D
F
N
B
图6-6-3
C
模块九 几何探究最值类[8]
1、请阅读下列材料:问题:如图6-7-1
①,圆柱的高AB和它的底面半径均为5dm,BC是
底面直径,求一只蚂蚁从A点出发沿圆柱表面爬行
到点C的最短路线.
小明设计了两条路线:
路线1:走圆柱表面最短路线(即图6-7-1②侧面展开图中的线段AC).
路线2:走圆柱高线与度面直径(即图6-7-1①中的AB+BC的长)
B
D
A
图6-7-1①
C
沿AB剪开
摊平
B
D
C
A
此长方形的长等于底面周长
图6-7-1②
¼
l
2
2
=(AB+BC)
2
,设
路线1的长度为l
1
,设路线2的长度为l
2
,则l
1
2<
br>=AC
2
=AB
2
+
BDC
¼
长5
π
代入上面的式子得(请你帮小明完成下面的计算)将AB=5,BC=10,半圆弧
BDC<
br>:
2
l
1
2
=AC
2
=
;
l
2
2
=(AB+BC)
2
=
;
l
1
2
-l
2
2
=
.
∴l
1
2
>l
2
2
∴l
1
>l
2
∴选择路线2较短.
(1)小明对上述问
题结论有些疑惑,于是他把条件改成:“圆柱的底面半径为1dm,高
AB为5dm”继续按前面的路线
进行计算(请你帮小明完成下面的计算):
路线1:l
1
2
=AC
2
=
;
路线2:l
2
2
=(AB+BC)
2
=
;
∵l
1
2
l
2
2
,∴l
1
l
2
(填>或<),所以选择路线 (填1或2)较短.
(
2)请你帮小明继续研究:在一般情况下,当圆柱的底面半径为r,高为h时,应如何
选择上面的两条路
线才能使蚂蚁从点A出发沿圆柱表面爬行到C点的路线最短.
2、在河岸l同侧有A、B两
个村庄,A、B到l的距离分别是3km和2km,AB=akm(a>1)现计
划在河岸上建一抽水站
P向两个村庄供水.
方案设计:某班数学兴趣小组设计了两种管道铺设方案:
图6-7-2
①是方案一的示意图,设该方案中管道长度为d,且d
1
=PB+BA(km)(其中PB⊥l于P点);
图6-7-2②是方案二的示意图,设该方案中管道长度为d
2
,且d
2
=PA+PB(km)(其中点A′
与点A关于l对称,A′B与l交于点P
).
A
观察与计算(1)在方案一中,
d
1
=
km(用含a的式子表
示);
(2)在方案二中,组长小宇为了
A
B
P
l
C
A′
图6-7-2①
图6-7-2②
P
A
B
K
l
C
A′
图6-7-2③
P
B
l
计算d
2<
br>的长,作了如图6-7-2③的辅助线,请你按小宇同学的思路计算,d
2
=
km(用
含a的式子表示).
探索归纳:(1)①当a=4时,比较大小:d
1
d
2
(填“>”或“=”或“<”);
②当a=6时比较大小:d
1
d
2
(填“>”或“=”或“<”);
(2)请你就a(当a>1时)的所有取值情
况进行分析,要使铺设的管道长度较短,应选择方
案一还是方案二?
3、(1)如图6-7
-3①,把矩形AA′ B′
B′
B卷成以AB为高的
圆柱形,则点A与
重合,点B与
A′
重合.
探究与发现
B’′
B′
B′
A’′
图6-7-3①
A′
图6-7-3②
A′
图6-7-3③
(2)如图6-7-3②所示,若圆柱的底面周长是30cm,高是40
cm,从圆柱底部A处沿侧
面缠绕一圈丝线到顶部B处作装饰,则这条丝线的最小长度是
cm;(丝线的粗细
忽略不计)
(3)若用丝线从图6-7-3②圆柱底部A处沿侧面缠绕4
圈直到顶部B处(如图6-7-3
③所示),则至少需要多长丝线?
B′
创
新与应用:(4)如图6-7-3④,现有一圆柱形的玻璃杯,准备在
杯子的外侧缠绕一层装饰带,为使
带子的两端沿AE、CF方向进行裁剪,
如图6-7-3⑤,若带子宽度为1.5厘米,杯子的半径为6
厘米,裁剪
角为α,则sinα= .
A′
A′
B′
α
E′
图6-7-3⑤
F′
α
D′
C′
图6-7-3④
4、如图6-7-4①是一个三棱柱包装盒,它的底面是边长为
10cm的正三角形,三个侧面都
是矩形.现将宽为15cm的彩色矩形纸带AMCN裁剪成一个平行四
边形ABCD(如图6-7-4②),
然后用这条平行四边形纸带按如图6-7-4③的方式把这个三棱
柱包装盒的侧面进行包贴(要
求包贴时没有重合部分),纸带在侧面缠绕三圈,正好将这个三棱柱包装盒
的侧面全部包贴满.
A
D
N
M
图6-7-4①
B′
图6-7-4②
C′
A
图6-7-4
(1)请计算图6-7-4②中裁剪的角度∠BAD;
(2)计算按图6-7
-4③方式包贴这个三棱柱包装盒所需的矩形纸带的长度.