线段最值问题

绝世美人儿
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2020年10月20日 04:24
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家乡的冬天-英语国庆节手抄报

2020年10月20日发(作者:孙仲逸)




【通过做对称求出最小值】
1、在边长为2cm的正方形ABCD中,点Q为BC边的中点,
点P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的
最小值为 cm.


2、如图所示,正方形ABCD的面积为12,△ABE是等边三角形, 点E在正方形ABCD内,在对角
线AC上有一点P,使PD+PE的和最小,则这个最小值为____ ____







3、已知四边形ABCD为菱形,∠BAD=60°,E为AD中点,AB=6㎝,
P为AC上任一点.求PE+PD的最小值是 .





【变式】在菱形ABCD中,对角线AC=6,BD=8,点E、F分别是边
AB、BC的中点,点P在AC上运动,在运动过程中,存在PE+PF
的最小值,则这个最小值是 .



B
C
D

D
A
E
P
F
B
C

【模拟练习】
1、如图,在锐角△ABC中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M、N 分别是AD和
AB上的动点,则BM+MN的最小值是 .







第1




2、如图,在五边形ABCDE中,∠BAE=120°,∠B=∠E=90°,AB=BC =1,AE=DE=2,在BC、
DE上分别找一点M、N,使△AMN的周长最小,则△AMN的最小 周长为__________








第2
A

E

N

B
M

C

D



3 、如图6,
AB
是⊙
O
的直径,
AB
=8,点
M< br>在⊙
O
上,∠
MAB
=20°,
N
是弧
MB
的中点,
P
是直径
AB
上的一动点,若
MN
=1, 则△
PMN
周长的最小值为__________



4、如图,点P是∠AOB内任意一点,OP=5cm,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,△PM N
周长的最小值是5cm,则∠AOB的度数是( )

A.25° B.30° C.35° D.40°

5、菱形ABCD在平面直角坐 标系中的位置如图所示,顶点B(2,0),∠DOB=60°,点P是对角
线OC上一个动点,E(0 ,﹣1),当EP+BP最短时,点P的坐标为 .

6、如图,在边长为2的等边△ABC中,D为BC的中点,E是AC边上一点,则BE+DE的最小值为
___________




7、如图,∠AOB=3 0°,点M、N分别是射线OA、OB上的动点,OP平分∠AOB,且OP=6,当△PMN
的周长取 最小值时,四边形PMON的面积为 .

8、如图,∠AOB=30° ,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=1,ON=3,点P、Q分别在边OB、
OA上,则MP+ PQ+QN的最小值是_________

9、如图,矩形ABCD中,AB=2,BC= 3,以A为圆心,1为半径画圆,E是⊙A上一动点,P是BC
上的一动点,则PE+PD的最小值是 .






【通过三角形三边关系或圆求最值】
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_________









2、如图,∠MON=90°,边长为2的等边三角形ABC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,等边三角形的形状保持不变,运动过程中,点C到点O的最大距离< br>为_______









3、如图,正方形ABCD中,AB=2,动点E从点A出发向点D运动,同时动 点F从点D出发向点C
运动,点E、F运动的速度相同,当它们到达各自终点时停止运动,运动过程中线 段AF、BE相交于点
P,M是线段BC上任意一点,则MD+MP的最小值为 .

4、如图,在平行四边形ABCD中,∠B CD=30°,BC=4,CD=
33
,M是AD边的中点,N是AB边上
的一动点, 将△AMN沿MN所在直线翻折得到△A′MN,连接A′C,则A′C长度的最小值是__________.
D

C

A'
M


A
B
N


5、如图,在矩形
ABCD
中 ,AB=4,AD=6,E是AB边的中点,F是线段BC边上的动点,将△EBF
沿EF所在直线折叠 得到△EB’F,连接B’D,则B’D的最小值是____________





6、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,BC= 3,P是AB边上的动点(不与点B重合),将△BCP
沿CP所在的直线翻折,得到△B′CP,连接 B′A,则B′A长度的最小值是 .





【通过点到直线距离,垂线段最短求最小值】
1、已知点D与点A(8,0),B(0,6) ,C(a,﹣a)是一平行四边形的四个顶点,则CD长的
最小值为___________
2、如图,已知直线
y
3
4
x3
与x轴、y轴分别交于A、B两 点,P是以C(0,1)为圆心,1为
半径的圆上一动点,连结PA、PB.则△PAB面积的最大值是 ( )

A.8 B.12 C.
2117
2
D.
2

3、如 图,在平面直角坐标系xOy中,直线AB经过点A(-4,0)、B(0,4),⊙O的半径为1
(O 为坐标原点),点P在直线AB上,过点P作⊙O的一条切线PQ,Q为切点,则切线长PQ的最小
值为 ( )

A.
15
B. 3 C.
7
D.
22

4、如图,在△ABC中,AB = 10,AC = 8,BC = 6,经过点C且与AB相切的动圆与CB、CA分
别相交于点E、F,则线段EF长度的最小值是 ( )
B

A.
42
B. C. D.5
E



C

F


A



【将图形展开后求线段最短】
1、如图,圆 柱形玻璃杯高为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
________ ___cm








【高中基本不等式】
1、张华在一次数学活动中,利用“在面积一定的矩形中,正方形的周长最短”的结论,推导出

1
(x>0)的最小值是2”.其推导方法如下:在面积是1的矩形中设矩形的一边长为x,< br>x
11
1
则另一边长是,矩形的周长是2(
x
);当矩形成 为正方形时,就有x=(x>0),解得x=1,
xx
x
11
这时矩形的周长 2(
x
)=4最小,因此
x
(x>0)的最小值是2.模仿张华的推导, 你求得
xx
“式子
x
x
2
9
式子(x>0)的 最小值是___________
x

【其它】
1、如图,已知直线l与 ⊙O相离,OA⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点P,AB与⊙O相切于
点B,BP的延长线 交直线l于点C,若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,则
⊙O的半径的最小 值是( )

A.
53
5
B. 2 C.
5
D.
3
2
2、如图,正方形ABCD的边长为 1,中心为点O,有一边长大小不定的正六边形EFGHIJ绕点O可
任意旋转,在旋转过程中,这个正 六边形始终在正方形ABCD内(包括正方形的边),当这个六边形
的边长最大时,AE的最小值为__ __________




3、如图,AB =10,C是线段AB上一点,分别以AC、CB为边在AB的同侧作等边△ACP和等边△CBQ,
连 结PQ,则PQ的最小值是()

A. 5 B. 6 C. 3 D. 4
2
4、如图,点A,B的坐标分别为(1,4)和(4,4),抛物线y=a(x﹣m)+n的顶点在线段 AB
上运动,与x轴交于C、D两点(C在D的左侧),点C的横坐标最小值为﹣3,则点D的横坐标最 大
值为.


5、如图,△ABC、△EFG均是边长为2的等边三角形, 点D是边BC、EF的中点,直线AG、FC相
交于点M.当△EFG绕点D旋转时,线段BM长的最小 值是( )
A.
23

B.
31

C.
2

D.
31


6、在平面直 角坐标系xOy中,以原点O为圆心的圆过点A(13,0),若直线y=kx-3k+4与⊙O
交于B ,C两点,则弦BC的长的最小值为_______.

7、在⊙O中,圆的半径为6,∠B=30°,AC是⊙O的切线,则CD的最小值是( )













A.1 B. 3 C. D. 2



8、如图,已知A、B两点的坐标分别为(2,0)、(0,2),⊙C的圆 心坐标为(﹣1,0),半
径为1.若D是⊙C上的一个动点,线段DA与y轴交于点E,则△ABE面 积的最小值是()
A.2 B. 1 C. D.
9、如图,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交于G、H两点.若⊙O的半径为7,则GE+FH的最大值为.

第7题 第8题 第9题


【构造三角形】
1、如图,一条笔直的公路
l
穿过草原,公路边有一消防站A,距离公路5千米的地方有一居民点
B,A、B的直线距离是13千米 .一天,居民点B着火,消防员受命欲前往救火,若消防车在公路上的
最快速度是80千米小时,而在草 地上的最快速度是40千米小时,则消防车在出发后最快经 小
B
时可到达居民点B .
(友情提醒:消防车可从公路的任意位置进入草地行驶.)


13
5

l

A
2、如图,菱形ABCD的对角线 AC上有一动点P,BC=6,∠ABC=150°,则线段AP+BP+PD的最
小值为

D
A

P


B
(第2题)



3、问题情境:
如图1,P是⊙O外的一点,直线PO分别交⊙O于点A、B,则PA是点P到⊙O上的点的最短距离.
探究:
请您结合图2给予证明;
归纳:
圆外一点到圆上各点的最短距离是:这点到连接这点与圆心连线与圆交点之间的距离.
图中有圆,直接运用:
如图3,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,以 BC为直径的半圆交AB于D,P是弧CD上的一
个动点,连接AP,则AP的最小值是 .
图中无圆,构造运用:

C



如图4,在边长为2 的菱形ABCD中,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上一动点,将△AMN
沿MN所在的 直线翻折得到△A′MN,连接A′C,请求出A′C长度的最小值.
解:由折叠知A′M=AM,又 M是AD的中点,可得MA=MA'=MD,故点A'在以AD为直径的圆上.如
图8,以点M为圆心, MA为半径画⊙M,过M作MH⊥CD,垂足为H,(请继续完成下列解题过程)
迁移拓展,深化运用:
如图6,E,F是正方形ABCD的边AD上两个动点,满足AE=D F.连接CF交BD于点G,连接BE交
AG于点H.若正方形的边长为2,则线段DH长度的最小值是 .

2、如图,在△
ABC
中,
AB
=13,
B C
=14,
AC
=15.
(1)探究:如图1,作
AH

BC
于点
H
,则
AH
= ,△
ABC
的面积
S
△ABC
= .
(2)拓展 :如图2,点
D
在边
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

CF

y

①求
y

x的函数关系式,并求
y
的最大值和最小值;
②对给定的一个
x
值,有时只能确定唯一的点
D
,请求出这样的
x
的取值范围.











B
H

A
A
D
F
E
C
B

C



3、如图,等腰梯形ABCD中,AD∥B C,∠B=45°,P是BC边上一点,△PAD的面积为,设AB=x,
AD=y
(1)求y与x的函数关系式;
(2)若∠APD=45°,当y=1时,求PB•PC的值;
(3)若∠APD=90°,求y的最小值.










4、图1,图2为同一长方体房间的示意图,图2为该长方体的表面展开图.

(1) 蜘蛛在顶点
A'
处①苍蝇在顶点B处时,试在图1中画出蜘蛛为捉住苍蝇,沿墙面爬行的最近路线;②苍蝇在顶点C处时,图2中画出了蜘蛛捉住苍蝇的两条路线,往天花板ABCD爬行的最近
路线
A'GC
和往墙面
BB'C'C
爬行的最近路线
A'HC,试通过计算判断哪条路线更近



(2)在图3中, 半径为10dm的⊙M与
D'C'
相切,圆心M到边
CC'
的距离为15dm ,蜘蛛P在线
段AB上,苍蝇Q在⊙M的圆周上,线段PQ为蜘蛛爬行路线。若PQ与⊙M相切,试求P Q的长度的范
围.







5、在Rt△ABC中,∠A=90°,AC=AB=4, D,E分 别是AB,AC的中点.若等腰Rt△ADE绕点A逆
时针旋转,得到等腰Rt△AD
1
E
1
,设旋转角为α(0<α≤180°),记直线BD
1
与CE
1
的交点为P.


(1)如图1,当α=90°时,线段BD
1
的长等于 ,线段CE
1
的长等于 ;(直接填
写结果)

(2)如图2,当α=135°时,求证:BD
1
= CE
1
,且BD
1
⊥CE
1



(3)①设BC的中点为M,则线段PM的长为 ;②点P到AB所在直线的距离的最大值
为 .(直接填写结果)
C

C


E
E(D
1


D
1
P

A
DB

E
1
A
DB
E
1





6、如图1,点O是正方形ABCD两对角线的交点,分别延长OD到点G,OC到点E ,使OG=2OD,OE=2OC,
然后以OG、OE为邻边作正方形OEFG,连接AG,DE.





(1)求证:DE⊥AG;
(2)正方形ABCD固定,将正方形OEFG绕点O逆时针旋 转α角(0°<α<360°)得到正方形
OE′F′G′,如图2.

①在旋转过程中,当∠OAG′是直角时,求α的度数;


②若正方形ABC D的边长为1,在旋转过程中,求AF′长的最大值和此时α的度数,直接写出结
果不必说明理由.







7、在△
ABC
中,
ABAC5,cosABC


CA
1
;②.求△
AB
1
C
的面积;
3
,将△
ABC
绕点
C
顺时针旋转,得到△
A1
B
1
C
.
5
(1)如图①,当点
B
1
在线段
BA
延长线上时. ①.求证:
BB
1


(2)如图②,点
E

BC
上的中点,点
F为线段
AB
上的动点,在△
ABC
绕点
C
顺时针旋转过
程中,点
F
的对应点是
F
1
,求线段
EF
1
长度的最大值与最小值的差.

















B





A

B
1





C



A
1




F



A

B
1

F
1



A
1




B

E
C

8、如图,把△EFP按图示方式放置在菱形ABCD中,使得顶点E、F、 P分别在线段AB、AD、AC上,
已知EP=FP=4,EF=4,∠BAD=60°,且AB>4.
(1)求∠EPF的大小;
(2)若AP=6,求AE+AF的值;
(3)若△E FP的三个顶点E、F、P分别在线段AB、AD、AC上运动,请直接写出AP长的最大值和
最小值.










9、抛物线y=ax+bx+4(a≠0)过点A(1,﹣1),B(5,﹣1),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图1,连接CB,以CB为边作▱CBPQ,若点P 在直线BC上方的抛物线上,Q为坐标平面内
的一点,且▱CBPQ的面积为30,求点P的坐标;
(3)如图2,⊙O
1
过点A、B、C三点,AE为直径,点M为 上的一动点(不与 点A,E重合),∠MBN
为直角,边BN与ME的延长线交于N,求线段BN长度的最大值.
2












10、问题提出:如图1,在Rt△
ABC
中,∠< br>ACB
=90°,
CB
=4,
CA
=6,⊙
C
半径为2,
P

1
圆上一动点,连结
AP

BP
,求
AP

BP
的最小值.
2





C

PP
A

P

O

(图1)
(图2)
(图3)
B

D







CBC< br>D
B
尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图2,连接
CP
,在
CB
上取点
D

CDCP
1
使
CD
=1,则有==,又∵∠
PCD
=∠
BCP
,∴△
P CD
∽△
BCP

CPCB
2
PD
111
∴=,∴
PD

BP
,∴
AP

BP

AP

PD

BP
222
1
请你完成余 下的思考,并直接写出答案:
AP

BP
的最小值为 .
2
1
自主探索:在“问题提出”的条件不变的情况下,
AP

BP
的最小值为 .
3

上一点,求拓展延伸:已知扇形
COD
中,∠
COD
=90º,
O C
=6,
OA
=3,
OB
=5,点
P


CD
2
PA

PB
的最小值.













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