中考数学专题之最值问题培优
喷泉作文-失恋三十三天经典台词
专题——最值问题
在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动
时,求某几何量(如线段的长度、
图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问
题,称为最值问题。
解决平面几何最值问题的常用的方法有:
(1)应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值;
(2)应用垂线段最短的性质求最值;
(3)应用轴对称的性质求最值;
(4)应用二次函数、区间上的一次函数求最值;
(5)柯西不等式求最值;
xy2xy
(6)圆中最值模型(最长弦、最短弦、点与圆上点的最值);
(7)应用其它知识求最值(空间化平面)。
一、应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值;
例:1、已知边长为<
br>a
的正三角形
ABC
,两顶点
A、B
分别在平面直角坐标系的
x
轴、
y
轴
的正半轴上滑动,点
C
在第一象限,连
结
OC
,则
OC
的长的最大值是____________ .
练
习:1、如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A、B分别在边OM,ON上,当B在边ON上
运动时,A随之在边OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=2,BC=1,运
动过程中
,点D到点O的最大距离为( )
A、
21
B、
5
C、
2、在平面直角坐标系中,矩形
OACB
的顶点
O
在坐标原点,顶点
A
、
B
分别在
x
轴、
y
轴的
正半轴上,
OA3
,
OB4
,
D
为边
OB
的中点.
(1)若
E
为边
OA
上的一个
动点,当△
CDE
的周长最小时,求点
E
的坐标;
(2)若
E
、
F
为边
OA
上的两个动点,且
EF2
,当
四边形
CDEF
的周长最小时,求点
E
、
F
的坐标.
y
y
C
B
C
B
D
D
E A
x
O
A x
O
D
y
C
B
O
A
22
145
5
D、
5
2
3、如图,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=.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
4、如图,在梯形ABCD中,AB∥C
D,∠BAD=90°,AB=6,对角线AC平分∠BAD,点E在AB
上,且AE=2(AE<AD
),点P是AC上的动点,则PE+PB的最小值是 .
5、如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E是
BC中点,点F是边C
D上的任意一点,当
△AEF的周长最小时,则DF的长为___________.
二、应用垂线段最短的性质求最值;
1、如图, 在矩形ABCD中,
AB
=20
cm
,
BC=10cm,
若在AC、AB上各取一点M、N, 使BM+MN
的值最小, 这个最小值为
E
A
D
Q
A
B
P
M
P
N
O
B
C
2、已知梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°
,AD=1,AB=3,BC=4,点P为线段AB上任意一点,
延长PD到E,使得DE=2PD,以
PE、PC为边作平行四边形PCQE,则对角线PQ的最小值为_____.
3、如图,
已知点
A
是半圆上三等分点,点
B
为弧AN的中点,点
P
是
半径
ON
上一动点,⊙
O
半径为1,且
AP
+
BP
最小时,下列结论①∠
OBP
=45º;②
AP
+
BP=
2
;③
PN
=2-
3
;
④
PB
62
;其中正确的个数是( )A、1个
2
B、2个 C、3个 D、4个
4、在锐角三角形ABC中,BC=
42
,∠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 .
三、柯西不等式求最值;
xy2xy
例:如图所示
,抛物线
yx
2
2x3
与
x
轴交于
A、
B
两点,直线
BD
的函数表达式为
y3x33
,抛物线的对称轴
l
与直线
BD
交于点
C
、与
x<
br>轴交于点
E
.
22
⑴求
A
、
B
、
C
三个点的坐标. <
br>⑵点
P
为线段
AB
上的一个动点(与点
A
、点
B
不重合),以点
A
为圆心、以
AP
为半径的圆
<
br>
弧与线段
AC
交于点
M
,以点
B
为圆心、
以
BP
为半径的圆弧与线段
BC
交于点
N
,分别连接
AN
、
BM
、
MN
.
y
①求证:
AN
=
BM
.
D
l
②在点
P
运动的过程中,四边形
AMNB
的面积有最大值还是有最小值?
并求出该最大值或最小值.
C
M
E
P
A
O
<
br>练习:在Rt△POQ中,OP=OQ=4,M是PQ中点,把一三角尺的直角顶点放在点M处,以M为<
br>旋转中心,旋转三角尺,三角尺的两直角边与△POQ的两直角边分别交于点A、B,
(1)求证:MA=MB
(2)连接AB,探究:在旋转三角尺的过程中,△AOB的周长是
否存在最小值,若存在,求出
最小值,若不存在。请说明理由。
P
N
B
x
M
A
Q
O
B
三、圆中最值:
例:如图,在平面直角坐标系xOy中,点A,B分别在x,y轴正半轴上,
以OB为直径的⊙
C交AB于点D,DE切⊙C于点D,交x轴于点E,且OA=
123
cm,∠OAB=30°.
(1)求直线AB的解析式;(2)求EA的长度;
(3)若
线段EA在
x
轴上运动,△CEA的周长是否存在最小值?若存在,分别求出点E、A
y
的坐标;若不存在,请说明理由.
B
D
C
O
E
A
x
练习:1、如图,等边△ABC边长为2,射线AM∥
BC,P是射线AM上一动点(P不与A点重
合),△APC的外接圆交BP于Q,则AQ长的最小值为
A、1 B、
3
C、
323
D、
33
2、如图,Rt△ABC中,∠A=90°,∠ABC=60°,AC=3,点P是
边BC上一点,点Q是边AC
上一点(不与A、C重合,且BP=PQ,则BP的取值范围是_____
__
3、如图,⊙
O
的半径为1,弦
AB
=1,点
P为优弧
AB
上一动点,
AC
⊥
AP
交直线
PB
于点
C
,
则△
ABC
的最大面积是( )
A、
233
1
B、 C、 D、
224
2
P
A
M
B
P
Q
A
C
Q
B
C
4、(动点与函数)(最值)如图,在Rt△ABC中
,∠C=90°,AC=3,BC=4,P为边AC上一个
点(可以包括点C但不包括点A),以P为圆
心PA为半径作⊙P交AB于点D,过点D作
⊙P的切线交边BC于点E.
(1)求证:BE=DE;
(2)若PA=1,求BE的长;
(3)在P点的运动过程中,请直接写出线段BE长度的取值范围为
.
B
B
E
D
C
C
A
P
5、在平面直角坐标系xOy中,以原点O为圆心的圆过点A(13,0),直线y=kx﹣3k+4与
⊙
O交于B、C两点,求弦BC的长的最小值为___________.
A
6、设AB是⊙O的动切线,与通过圆心O而互相垂直的两直线相交于A 、B,
⊙O的半径为r,求OA+OB的最小值为________.
7、如图,圆O与正方形ABCD的两边AB、AD相切,
E与圆O上一点.若圆O的半径为4,
且AB=7,求DE的最大值为________.
y
B
P
r
O
A x
8、在平面直角坐标系xOy中
,已知点A(6,0),点B(0,6),动点C在以半径为3的⊙O
上,连接OC,过O点作OD⊥O
C,OD与⊙O相交于点D(其中点C、O、D按逆时针方
向排列),连接AB.AC,BC,当点C在
⊙O上运动时,求出△ABC的面积的最大值为
_________.
9、如图,定长弦CD
在以AB为直径的⊙O上滑动(点C、D与点A、B不重合),M是CD的中
点,过点C作CP⊥AB于
点P,若CD=3,AB=8,求PM长度的最大值为__________.
10、如图,O是正方
形ABCD两对角线的交点,线段OB绕着点O顺时针旋转α°(0≤α≤360),
B点的对应点为P
点,DE⊥PA于E点.
(1)填空:如图1,∠EPD= ,
PB
=
.
AE
(2)如图2,若F为PB的中点,连接CF,CE,求∠ECF的度数;
(3)若AB=2,当线段OB绕着O点旋转时,则线段CE长度的最大值为 .
EE
DD
AA
P
OO
P
F
C C
BB
图1图2
作业:
1、在平面直角坐标系x
Oy中,点
A
、
B
分别在
x
轴、
y
轴的正
半轴上,且
AB10
,点
M
为线段
AB
的中点.
(1)如图1,线段
OM
的长度为________________;
(
2)如图2,以
AB
为斜边作等腰直角三角形
ACB
,当点
C
在第一象限时,求直线
OC
所对应的函数的解析式;
(3)如图3,设点
D
、
E
分别在
x
轴、
y
轴的负半轴上,且
DE10
,以
DE
为边在
第三象限内作正方形
DGFE
,
请求出线段
MG
长度的最大值,并直接写出此时直线
MG
所对应的函数的解析
式.
y
y
y
B
B
M
O
A
x
B
C
M
O
A
x
O
A
x
G
D
E
F
2、如图,四边形ABCD是正方形
,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意
一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得
到BN,连接EN、AM、CM.
⑴ 求证:△AMB≌△ENB;
⑵
①当M点在何处时,AM+CM的值最小;
②当M点在何处时,AM+BM+CM的值最小,并说明理由;
E
N
M
B C
A D
⑶ 当AM+BM+CM的最小值为
31
时,求正方形的边长.
3、如图1,点P在等边△ABC的边BC上,以AP为边作等边△APQ,连接CQ。
(1)①求证:△ABP≌△ACQ;
②若AB=6,点D为AQ的中点,求出点P从B到C时,点Q运动的路径长;
(2)已知△EFG中
,EF=EG=13,FG=10,如图2,把△EFG绕着E点旋转到△EF′G′的位
置,点M是边
EF′与边FG的交点,点N在边EG′上,且EN=EM,求点E到直线GN的距离。
E
A
D
Q
N
G′
M
B
C
F
P
G
F′
4、如图,在边长为1的等边△OAB中,以边AB为直径作⊙D,以O为圆心OA长为半径作
圆O,C为半圆AB上不与A、B重合的一动点,射线AC交⊙O于点E,BC=a,AC=b,
(1)求证:AE=b+
3
a ;(2)求a+b的最大值;
(3)若m
是关于x的方程:x
2
+
3
ax=b
2
+
3
ab的一个根,求m的取值范围.
O
E
C
B
A
D
5、如图,现有一张边长为4的正方形纸片ABCD,点P为正方形AD边上的一点(不与点
A,D重合).将正方形纸片折叠,使点B落在P处,点C落在G处,PG交DC于点H,
折痕
为EF.连接BP,BH.
(1)求证:∠APB=∠BPH;
(2)当点P在边AD上移动时,△PDH的周长是否发生变化?并证明你的结论;
(3)当点P在边AD上的什么位置时,四边形EFGP的面积最小?并求出此时的面积.
P
A D
E
H
G
F
B
C
6、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周长最小时,则∠AMN+∠ANM的度数为( )
A.130°
B.120° C.110° D.100°
<
br>7、如图,线段AB的长为2,C为AB上一个动点,分别以AC、BC为斜边在AB的同侧作两个
等腰直角三角形△ACD和△BCE,那么DE长的最小值是 .
8、如图,正方形ABCD的边长为1,点P为边BC上任意一点(可与B点或C
点重合),分别
过B、C、D作射线AP的垂线,垂足分别是B′、C′、D′,则BB′+CC′+D
D′的最大值
为 ,最小值为 .
9、如图,∠AOB=4
5°,角内有一点P,PO=10,在角的两边上有两点Q,R(均不同于点O),
则△PQR的周长的
最小值为 .
10、如图,两点A、B在直线MN外的同侧,A到MN的距离A
C=8,B到MN的距离BD=5,CD=4,
P在直线MN上运动,则
PAPB
的
最大值等于 .
y
11、如图,⊙M与x轴
交于A、B两点,A(
23
,0),B(
2
O
x
C
M
Q
3
,0),与y轴且于C
点,Q为⊙
M上任意一点,连接OQ,N为OQ的中点,连接CN,则CN的最值为__________.