中考数学能力试题研究最值问题
兰亭序全文-爱国主义诗歌
.
中考能力试题最值问题探究
知识储备:中考数学中几何最值问题是把几何
、代数、三角等知识融为一体,综合性强,
是考查学生综合素质及应用能力的重要题型.解决好这一热点
问题的关键是善于转化,把形
形色色的几何最值型综合问题最终化归为“两点之间,线段最短”、“垂线
段最短”、 “点
关于线对称”、“线段的平移”、“直径是圆中最长的弦”、 原型----“饮马问
题”,“造桥选
址问题”等几何小知识,考得较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱
形、
矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。解题总思路----找点关于线的对称点实现“折”
转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。现举隅数例希望在中考在解决
某些
几何最值问题时能有所借鉴意义.
典例:
⑴
已知A(-1,3),B(2,1)在x轴上求一点,
①
P
1
使AP
1
+BP
1
最小;②
P
2
使
AP
2
BP
2
最大
....
⑵
已知C(3,3),D(-
1
,-1)在x轴上求一点,
2
①
Q
1
使
CQ
1
DQ
1
最大;
②
Q
2
使CQ
2
+DQ
2
最小;
...
y
y
A
3
1
B
D
'
Q
1
3
C
1
Q
2
3
-1
-1
解:⑴如图①B(2
,1)关于x轴对称B'(2,-1),直线AB'与x轴交点
B
`
P
1<
br>2
P
2
x
x
D
-1
即为所求AP
1
+BP
1
最小点P
1
(
5
,0);
②直线AB与x轴交点即为P
2
(
7
,0
)
.
4
2
⑵如图① D关于x轴对称点D'(
1
,
1
)直线CD'与x轴的交点即为所Q
1
(
9
,0
);
24
②直线CD与x轴的交点Q
2
(
3
,0
)
8
一 代数问题
.
.
1. 对于实数
x
,我们规定
x
表示不大于
x
的最大整数,例
如
1.2
1
,
3
3
,
x4
2.5
3
,若
5
,则
x
的取值可以是( ).
10
A.40 B.45 C.51
D.56
2.已知
32n16
是整数,则n的最小整数值是__________
______
3.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
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
x
111
一边长为x,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=
xxx
11
(x>0),解得x=1,这时矩形的周长2(
x
)=4最小,因此
x
(x>0)的最小值
xx
x
2<
br>9
是2.模仿张华的推导,你求得式子(x>0)的最小值是( )
x
出“式子
x
A.1 B.2
C.6 D.10
二 立体图形中的最值问题
1.
如图,圆锥的底面圆直径AB为2,母线长SA为4,若小虫P从点A开始绕着圆锥表面
爬行一圈到SA
的中点C,则小虫爬行的最短距离为______.
由题意知底
面圆的直径AB=2,故底面周长等于2π.设圆锥的侧面展开后的扇形圆心角为
n°,根据底面周长等
于展开后扇形的弧长得2π=
4n
,解得n=90,所以展开图中∠
180
PSC=90°,根据勾股定理求得PC=
25
,所以小虫爬行的最短距离为
25
.
2.如图所示,圆柱的底面周长为6 cm,AC是底面圆的直径,高BC=6
cm,点P是母线
BC一点且PC=
BC
.一只蚂蚁从A点出发沿着圆柱体的表面爬行到点P的最短距离是
( ).
2
3
.
.
A.
(4
6
)
cm B.5 cm
C.
35
cm D.7 cm
侧面展开图如图所示,圆柱的底面周长为6cm,∵AC=3cm,
PC=
BC
∴PC=
6
=4cm
在Rt△ACP中,∵
APACCP
∴
AP
2
222
2
3
2
3
AC
2
CP
2
3
2
4
2
5
,故选B:
三 平面几何
类型1.线段的长最小
【例
1】已知边长为
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 .
分析:因为要解决OC的长的最大值,点C在第
一象限,结合正三角形
ABC
,点C恰是
正三角形
ABC
的顶点,于是过点C作CD⊥
AB于D,连接OC。易求得△ODC中,
DO=
3
13
1
1a
,∵△ODC中DO+DC≥CO,即CO≤
aa
AB
=
a
,CD=
22
2
2
2
3131
a
,∴CO的最大值为
a
22
C
y
C
∴CO≤
B
O
y
A
x
B
O
D
A
x
【思路点评】充分运用三角形的三边关系逆用“折”转“直”,或者看成点O、C间线段最
短,辅助线的添画运用非常巧妙。
.
.
2.【例2】如
图所示直线
ykx3
上有一点P到原点的距离最近,求这个最短距离。
ykx3
y
分析:由MQ所在的直线的解析式为:
ykx3
,过点M(-2,1)
于是有方程
12k3
解得:
k2
, 所以
y2x3
,直线
y2x3
上有一点P到原点的距离最近,即P
O⊥MQ时,
∵由直线
y2x3
,设直线分别交x轴、y轴于A、B两点,当
y=0时,x=-
x=0时,y=-3,
M
1
1
x
ykx3
y
M
2
O
B
A
1
1
x
2
O
Q
3
,当
2
33
,0)B点的坐
标为(0,-3),Rt△OAB中,可求得AB=
5
,
22
3
利用
△OAB的面积可求得斜边AB上的高为
5
,即为点P到原点的最近距离。
5
∴ A点的坐标为(-
【思路点评】抓住是直线上一点到原点的距离最近,充分运
用点到直线的距离“垂线段最短”,
运用三角形的面积法,得以求得答案。
3.【例3】(2010年浙江杭州)在△ABC中,AB=6,AC=8,
BC=10,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC
于F,M为EF中点,则AM的最小值为 .
答案:2.4
练习:
.
.
1.(2014•达州)如图,折叠矩形纸
片ABCD,使点B落在边AD上,折痕EF的两端分别
在AB、BC上(含端点),且AB=6cm,
BC=10cm.则折痕EF的最大值是
10
10
cm.
3
考点:翻折变换(折叠问题).菁优网版权所有
分析:判断出点
F与点C重合时,折痕EF最大,根据翻折的性质可得BC=B′C,然后利用
勾股定理列式求出B′D
,从而求出AB′,设BE=x,根据翻折的性质可得B′E=BE,表示出
AE,在Rt△AB′E中
,利用勾股定理列方程求出x,再利用勾股定理列式计算即可求出EF.
解答:解:如图,点F与点C重合时,折痕EF最大,
由翻折的性质得,BC=B′C=10cm,
'2
在Rt△B′DC中,B′D=
BC
CD
2
=
10
2
6
2
=8cm,∴AB′=AD﹣B′D=10﹣8=
2cm,
设BE=x,则B′E=BE=x,AE=AB﹣BE=6﹣x,
在Rt△AB′E
中,AE
2
+AB′
2
=B′E
2
,即(6﹣x)
2
+2
2
=x
2
,解得x=
2
10
, <
br>3
10
10
10
2
在Rt△BEF中,
EF=
BC
2
BE
2
=
10
=<
br>10
cm.故答案为:
10
.
3
33
点评:本题考查了翻折变换的性质,勾股定理的应用,难点在于判断出折痕EF最大的情况
并利
用勾股定理列出方程求出BE的长,作出图形更形象直观.
2.如图,△ABC中,∠BAC=60°
,∠ABC=45°,AB=
22
,D是线段BC上的一个动点,以
AD为直径画⊙O
分别交AB,AC于E,F,连接EF.
(1)探究线段EF长度为最小值时,点D的位置,请画出图形;
.
.
(2)求出该最小值.
解:(1)如图由垂线段的性
质可知:当AD为△ABC的边BC上的高时,直径AD最短,
此时线段EF的长度有最小值,
(2)连接OE,OF,过O作OH⊥EF于H,∵在Rt△ADB中,∠ABC=45°,
AB=
22
,
∴由勾股定理得:AD=BD=2,即此时圆的直径是2,由圆周角定理
得:∠EOH=
1
∠EOF=
2
2
3
1
∠BAC=60°,∴∠OEH=30°,OE=1,∴在Rt△EOH中,OH=,EH=
1
=,
2
2
2
由垂径定理得:EF=2
EH=
3
.
【例3】如图,在直角坐标系中,点M(x,0)可在x轴上运动,且它
到点P(5,5),Q
(2,1)的距离分别为MP和MQ,当MP+MQ的值最小时,求点M的坐标。
Y
P
y
P
Q
O
M
X
Q
O
x
M
P
‘
分析:作P点关于x 的对称点P′,∵P点的坐标为(5,5)
∴P′(5,-5)
PM=P′M,连结P′Q,则P′Q与x轴的交点应为满足QM+PM的值最小,即为M点
.
.
设P′Q所在的直线的解析式为: y=kx +b(k ≠
0,k、b为常数),于是有方程组
12kb
55kb
解得:
k1
b5
所以y=-2x+5
55
当
y=0时,x= ,所以 M( ,0)
22
【思路点评】充分运用找点关于线的对称点实
现“折”转“直”,归结到点P′、Q之间线段
最短,实现问题的解决。
类型2线段和最小
【例1】(2013•内江)已知菱形ABCD的两条对角线分别为6和8,M、N分别是边BC、CD的中点,P是对角线BD上一点,则PM+PN的最小值= 5 .
考点:轴对称-最短路线问题;菱形的性质.
分析:作M关于BD的对称点Q,连接NQ,交
BD于P,连接MP,此时MP+NP的值
最小,连接AC,求出OC、OB,根据勾股定理求出BC长
,证出MP+NP=QN=BC,即可
得出答案.
解答:
解:
作M关于
BD的对称点Q,连接NQ,交BD于P,连接MP,此时MP+NP的值最小,
连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∠QBP=∠MBP,即Q在AB上,
.
.
∵MQ⊥BD,∴AC∥MQ,
∵M为BC中点,∴Q为AB中点,
∵N为CD中点,四边形ABCD是菱形,∴BQ∥CD,BQ=CN,
∴四边形BQNC是平行四边形,∴NQ=BC,
∵四边形ABCD是菱形,∴CO=AC=3,BO=BD=4,
在Rt△BOC中,由勾股定理得:BC=5,即NQ=5,∴MP+NP=QP+NP=QN=5,
点评:本题考查了轴对称﹣最短路线问题,平行四边形的性质和判定,菱形的性质,勾股定
理的
应用,解此题的关键是能根据轴对称找出P的位置.
练习:
1.已知在平面直角坐标系中,C是
x
轴上的点,点
A(0,2)
,
B(3,22)
,则
ACBC
的
最小值是( )
A.
42
B. 8 C.
33
D.
32
2.如图,在平面直角坐标系中,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
的一个动点,则PA+PC的最小值为( )
2
解:作A关于OB的对称点D,
连接CD交OB于P,连接AP,过D作DN⊥OA于N,
则此时PA+PC的值最小,
<
br>∵DP=PA,∴PA+PC=PD+PC=CD,∵B(3,
3
),∴AB=
3
,OA=3,∠B=60°,由勾
.
.
股定理得:OB
=
23
,由三角形面积公式得:
AD=2×
113
×OA×AB=×
OB×AM,∴AM=,∴
222
3
=3,∵∠AMB=90°,∠B=60°,∴∠
BAM=30°,∵∠BAO=90°,∴∠OAM=60°,
2
1331
∵DN⊥O
A,∴∠NDA=30°,∴AN= AD=,由勾股定理得:DN=,
3
,∵C(,0)2222
3
31
13
3)
2
=
∴CN=3﹣﹣
=1,在Rt△DNC中,由勾股定理得:DC=
1(
,即PA+PC
2
2
22
31
,故选B.
2
3.
如图9,A,B两个村子分
别位于一条河的两岸,现准备合作修建一座桥,桥建在何处
的最小值是
才能让由A到B的路程最
短?注意:桥必须与河岸垂直
4.【数学思考】如图1,A、B两地在一条河的两岸,现要在河上造一
座桥MN.桥造在何
处才能使从A到B的路径AMNB最短?(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂
直)
【问题解决】如图2,过点B作BB′⊥l
2
,且BB'
等于河宽,连接AB′交l
1
于点M,作MN
⊥l
1
交l
2
于点N,则MN就为桥所在的位置.
【类比联想】
(1)如图3,正方形ABCD
中,点E、F、G分别在AB、BC、CD上,且AF⊥GE,求证:
AF=EG.
.
.
(2)如图4,矩形ABCD中,AB=2,BC=x,点E、F、G、H
分别在AB、BC、CD、AD
上,且EG⊥HF,设y=
【拓展延伸】
如图5,一
架长5米的梯子斜靠在竖直的墙面OE上,初始位置时OA=4米,由于地面OF
较光滑,梯子的顶端A
下滑至点C时,梯子的底端B左滑至点D,设此时AC=a米,BD=b
米.
(3)当a=______ 米时,a=b.
(4)当a在什么范围内时,a<b?请说明理由.
HF
,试求y与x的函数关系式.
EG
(1)
证明:如图3,过点作DH⊥AF交AB于点H,则有∠1+∠2=90°.
∵GE⊥AF,∴DH∥GE.
∵四边形ABCD是正方形,∴∠3+∠2=90°,BA=AE,DG∥HE,∴∠3=∠1,
四边形DGEH是平行四边形.∴DH=GE,
31
在
△ABF与△DAH中,∵
ABAD
∴△ABF≌△DAH,∴DH=AF,∴A
F=GE;
BDAH
(2)解:作DM∥GE交AB于点M,作
AN∥HF交BC于点N(如图4).
∵EG⊥HF,易得DM⊥AN,∴∠1+∠2=90°.
又∵四边形ABCD是矩形,∴∠3+∠2=90°,
∴∠3=∠1,且四边形ANFH及四边形MEGD均为平行四边形,∴AN=HF,DM=EG.
.
.
∵∠3=∠1,∠B=∠MAD=90°,∴△ABN∽△DAM,
∴
ANHFABAB2
,,即y=
;
DMEGDABCx(3)解:∵CO=4-a,DO=3+b.∴Rt△DOC中,DC
2
=(4-a)2
+(3+b)
2
,即(4-a)
2
+(3+b)
2<
br>=5
2
.当a=b时,有(4-a)
2
+(3+a)
2
=25,解得a=1或a=0(不合).故
答案为:1;
(4)当0<a<1时
,a<b.理由如下:如图5,过点B作DC的平行线,过点C作OF的
平行线,两线交于点P,连接A
P.
∵CD∥BP,PC∥OF,∴DBPC为平行四边形,∴BP=DC,CP=BD.
又AB=DC,∴BP=AB.∴∠BAP=∠3+∠1=∠BPA=∠4+∠2.
若a<b
,即AC<BD=CP,因而在△ACP中,∵∠1>∠2,∴∠3<∠4.又∵∠5=∠4,∴∠3
<
∠5.∵Rt△ABO中,sin∠3=
a<1.
面积问题
1.如图所示,要在底
边BC=160cm,高AD=120cm的△ABC铁皮余料上,截取
一个矩形EFGH,使点H在A
B上,点G在AC上,点E、F在BC上,AD交
HG于点M.
(1)设矩形EFGH的长HG=y,宽HE=x,确定y与x的函数关系式;
(2)设矩形EFGH的面积为S,确定S与x的函数关系式;
(3)当x为何值时,矩形EFGH的面积S最大?
.
OB3OC4a4a3
,∴
;同理sin∠5=
,即0<
AB5CD555
.
2.如图,正方形ABCD的边长为1cm,M、N分别是BC、CD
上两个动点,且始终保持AM⊥MN,当BM= cm时,四边
形ABCN的面积最大,最大面积为 cm
2
.
3. 如图, 在直角坐标系xOy中,一次函数
y
2
xm
(m为常数)的图像与x轴交于A
3
2
(-3,0),与y轴交于点C。以直
线
x1
为对称轴的抛物线
yaxbxc
(a,b,c为常数,且a>0)经过A、C两点,与x轴正半轴交于点B.
(1)求一次函数及抛物线的函数表达式。
(2)已知在对称轴上是否存在一点P,使得
PBC的周长最小,若存在,请求出点
P的坐标.
(3)点D是线段OC上的一个动点(不与点O、点C重合),过点D作DE‖PC交x轴
于
点E,连接PD、PE。设CD的长为m,
PDE的面积为S。求S与m之间的
函数关系式。
并说明S是否存在最大值,若存在,请求出最大值:若不存在,请说明理由。
.
.
2
,∴0=2+m,解得
m2
,
xm
经过点A(-
3,0)
3
2
∴直线AC解析式为
yx2
,C(0,
2
).
3
解:(1)∵
y
∵抛物线y=ax2
+bx+c对称轴为
x1
,且与x轴交于A(-3,0),
∴另一交点为B(1,0),设抛物线解析式为y=a(x+3)(x-1),
∵抛物线经过
C(0,
2
),∴
2
=a•3(-1),解得a=
,
3
∴抛物线解析式为
y
2
2
2
4xx2
;
33
(2)要使
PBC的周长最小,只需BP+CP最小即可.如答图1,
连接AC交
x1
于P点,因为点A、B关于
x1
对称,根据
轴对称性质以及两点之间
线段最短,可知此时BP+CP最小(BP+CP最小值为线段AC的长度).
∵A(-3,0)(,0),C(0,
2
),∴直线AC解析式为
yx
2
,
3
∵x
P
=
1
,∴y
P
=
(3)∵设CD的
(0,
m2
),
长为m,
PDE的面
答图2
2
4
,
3
即P(
1
,
4
).
3
E
D
P
积为S∴D
答图1
∵DE‖PC,直线AC解析式为
y
当y=0时,
x
33
m3
∴D(
m3
,0)
22
.
22
x2
∴设直线DE解析式:
yxm2
33
.
S
PDE
= S
AOC
-S
DOE
-S
PDC
-S
PEA=
1341
3
1
3
m
3m
2m
m1
2232
2
2
3333
2<
br>m
2
m
m1
4244<
br>
3
∴当
m1
时有最大值
4
四
利润问题
1.某电子厂商投产一种新型电子产品,每件制造成本为18元,试销过程中发现,每月销售
量
y
(万件)与销售单价
x
(元)之间的关系可以近似地看作一次函
数
y2x100
。(利
润=售价—制造成本)
(1)写出每月的利润
z
(万元)与销售单价
x
(元)之间的函数关系式。(2分)
(2
)当销售单价为多少元时,厂商每月能获得350万元的利润?(3分)。当销售单
价为多少元时,厂商
每月能获得最大利润?最大利润是多少?(3分)
(3)根据相关部门规定,这种电子产品的销售单价
不能高于32元,如果厂商要获得
每月不低于350万元的利润,那么制造出这种产品每月的最低制造成
本需要多少万元?(3
分)
2.某电子厂商投产一种新型电子厂品,每件制造成本
为18元,试销过程中发现,每月销售
量y(万件)与销售单价x(元)之间的关系可以近似地看作一次
函数
y2x100
.(利
润=售价﹣制造成本)
(1)写出每月的利润z(万元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)当销售单价
为多少元时,厂商每月能获得350万元的利润?当销售单价为多少元时,
厂商每月能获得最大利润?最
大利润是多少?
(3)根据相关部门规定,这种电子产品的销售单价不能高于32元,如果厂商要获得
每月
不低于350万元的利润,那么制造出这种产品每月的最低制造成本需要多少万元?
解:
(1)z=(x﹣18)y=(x﹣18)(﹣2x+100)=﹣2x
2
+136x﹣180
0,
∴z与x之间的函数解析式为z=﹣2x
2
+136x﹣1800;
(2)由z=350,得350=﹣2x
2
+136x﹣1800,解这个方程得x
1
=25,x
2
=43
.
.
所以,销售
单价定为25元或43元,将z═﹣2x
2
+136x﹣1800配方,得z=﹣2(x﹣34
)
2
+512,
因此,当销售单价为34元时,每月能获得最大利润,最大利润是512万元;
(3)结合(
2)及函数z=﹣2x
2
+136x﹣1800的图象(如图所示)可知,
当25≤
x≤43时z≥350,又由限价32元,得25≤x≤32,根据一次函数的性质,得y=﹣
2x+1
00中y随x的增大而减小,∴当x=32时,每月制造成本最低.最低成本是18×(﹣
2×32+1
00)=648(万元),因此,所求每月最低制造成本为648万元.
综合试题: 1.小明在学习轴对称的时候,老师留了这样一道思考题:如图,已知在直线l的同侧有A、
B两点
,请你在直线l上确定一点P,使得PA+PB的值最小.小明通过独立思考,很快得
出了解决这个问题
的正确方法,他的作法是这样的:
①作点A关于直线l的对称点A′.
②连接A′B,交直线l于点P.则点P为所求.请你参考小明的作法解决下列问题:
(1)
如图1,在△ABC中,点D、E分别是AB、AC边的中点,BC=6,BC边上的高为4,
请你在B
C边上确定一点P,使得△PDE的周长最小.
①在图1中作出点P.(三角板、刻度尺作图,保留作图痕迹,不写作法)
②请直接写出△PDE周长的最小值
8
.
(2)如图2在矩形ABCD中,
AB=4,BC=6,G为边AD的中点,若E、F为边AB上的
两个动点,点E在点F左侧,且EF=
1,当四边形CGEF的周长最小时,请你在图2中确定
.
.
点E
、F的位置.(三角板、刻度尺作图,保留作图痕迹,不写作法),并直接写出四边形
CGEF周长的最
小值.
解:(1)①如图1所示:
②∵点D、E分别是AB、AC边的中点,BC=6,∴DE=3,
∵BC边上的高为4,∴DD′=4,∵DD′⊥BC,DE∥BC,
∴DD′⊥DE,∴ED′=
DEDD
=5,
C
△PDE
=D′E+DE=5+3=8;故答案为:8;
2'2
(2)如图2,作G关于AB的对称点M,在CD上截取CH=1,然后连接HM交AB于E,
接着在EB上截取EF=1,那么E、F两点即可满足使四边形CGEF的周长最小.∵AB=4,
BC
=6,G为边AD的中点,∴DG=AG=AM=3,∵AE∥DH,∴
AEAMAE1
,∴
,
DHDMCDHC3
AE1
,
故AE=1,
33
∴GE=
1
2
3
2
=
10
,BF=2,CF=
CF
2
BF
2
=
2
2
6
2
=
210
,
CG=
CD
2
DG
2
=5,∴C
四边形GEFC
=GE+EF+FC+CG=6+
310
故答案为:6+
310
.
2.(1)观察发现:
如(a)图,若点A,B在直线l同侧,在直线l上找一点P,使AP+BP的值最小.
.
.
做法如下:作点B关于直线l的对称点B',连接AB',与直线l的交点
就是所求的点P.再
如(b)图,在等边三角形ABC中,AB=2,点E是AB的中点,AD是高,在
AD上找一
点P,使BP+PE的值最小.
做法如下:作点B关于AD的对称点,恰好与点C
重合,连接CE交AD于一点,则这
点就是所求的点P,故BP+PE的最小值为______.
(2)实践运用:
如(c)图,已知⊙O的直径CD为4,∠AOD的度数为60°,点B是
直径CD上找一点P,使BP+AP的值最小,并求BP+AP的最小值.
(3)拓展延伸:
如(d)图,在四边形ABCD的对角线AC上找一点P,使∠APB=∠APD.保留作图痕
迹,不必写出作法.
的中点,在
3.【观察发现】
(1)如图1,若点A、B在直线l同侧,在直线l上找一点P,使AP+BP的值最小.
作法如下:作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′,与直线l的交点就是所求的点P.
(2)如图2,在等边三角形ABC中,AB=4,点E是AB的中点,AD是高,在AD上找一点
P,
使BP+PE的值最小.
作法如下:作点B关于AD的对称点,恰好与点C重合,连接CE交AD于一
点,则这点就
是所求的点P,故BP+PE的最小值为_____.
.
.
【实践运用】
如图3,菱形ABCD中,对角线AC、BD分别
为6和8,M、N分别是边BC、CD的中点,
若点P是BD上的动点,则MP+PN的最小值是___
__.
【拓展延伸】
(1)如图4,正方形ABCD的边长为5,∠DAC的平分线交DC
于点E.若点P,Q分别是
AD和AE上的动点,则DQ+PQ的最小值是_____;
(2
)如图5,在四边形ABCD的对角线BD上找一点P,使∠APB=∠CPB.保留画图痕迹,
并简要
写出画法.
解:【观察发现】(2)∵△ABC是等边三角形,AB=4,AD⊥BC,CE⊥AB,
∴点B与点C关于直线AD对称,BE=
11
AB=×4=2,
22
22
∴BP+PE的最小值=CE=
BC
2
BE
2
=<
br>42
=
23
.
故答案为:
23
;
【实
践运用】如图3,作M关于BD的对称点Q,连接NQ,交BD于P,连接MP,
此时MP+NP的值最
小,∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∠QBP=∠MBP,即Q在AB
上,
∵MQ⊥BD,∴AC∥MQ,
∵M为BC中点,∴Q为AB中点,
∵N为CD中点,四边形ABCD是菱形,∴BQ∥CD,BQ=CN,
∴四边形BQNC是平行四边形,∴NQ=BC,
.
.
∵四边形ABCD是菱形,∴CO=
11
AC=3,BO=BD=4,在Rt△BPC中,由勾
股定理得:
22
BC=5,即NQ=5,∴MP+NP=QP+NP=QN=5,
故答案为:5;
【拓展延伸】(1)如图4,作D关于AE的对称点D′,再过D′作D′P
′⊥AD于P′,∵
DD′⊥AE,∴∠AFD=∠AFD′,
∵AF=AF,∠DAE=∠CAE,∴△DAF≌△D′AF,
∴D′是D关于AE的对称点,AD′=AD=4,∴D′P′即为DQ+PQ的最小值,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠DAD′=45°,∴AP′=P′D′,
∴在Rt△AP
′D′中,P′D′
2
+AP′
2
=AD′
2
,AD′2
=25,∵AP′=P′D',2P′D′
2
=AD′
2
,即
2P′D′
2
=25,
∴P′D′=
525252
,即DQ+PQ的最小值为.故答案为:;
222
(2)如图5所示.
作法:作点C关于直线BD的对称点C′,连接AC′并延长交BD于点P,则点P即为所
求.
4.(1)实际问题:在一条笔直的高速公路l的同侧有两处旅游景点A、B,AB=50k
m,A、B
到l的距离分别为10km和40km,要在高速公路旁修建一服务区P,向A、B两景区运
送
游客.
现有两种设计方案:
图①是方案一的示意图(AP与直线l垂直,垂足为
P),P到A、B的距离之和S
1
=PA+PB,
图②是方案二的示意图(点A关于直
线l的对称点是A’,直接写出S
1
、S
2
的值,并比
较它们的大小
;
.
.
(2)几何模型:如图③在∠AOB的内部有一点P,且
∠AOB=45°,OP=50,在射线OA、OB
上各找一点M、N,使△PMN的周长最小,请你说
出做法、画出草图:并求出周长的最小值.
解:(1)
图①中过B作
BC⊥l于C,垂足为C;AD⊥BC于D,垂足为D,则BC=40,又∵AP=10,
∴BD=BC
-CD=40-10=30.在△ABD中,AD=
50
2
30
2
=40,在Rt△PBC中,
∴BP=
CF
2
BF
2
=
=
402
,S
1
=
40210
.图②中,过B作BC⊥AA′垂足为C,则A′C=50,
又∵BC=40,∴BA'=<
br>40
2
50
2
=
1041
,由轴对称知:PA=P
A',
∴S
2
=BA'=
1041
,∴S
1
>S
2
.
(2)作点P关于OA的对称点P',作点P关于OB的对称点P'',连接P
'P'',与OA
交于点M,与OB交于点N,则此时△PMN的周长最小,因为PM=MP',PN=
NP'',
故可得△PMN的周长为线段P'P'',根据两点之间线段最短可得此时的周长最短.连接
OP'、OP'',则可得OP'=OP''=OP=50,∠P'OP''=90°,
5.阅读并解答下面问题:
.
.
(1)如图所示,直线
l的两侧有A、B两点,在l上求作一点P,使AP+BP的值最小.(要
求尺规作图,保留作图痕迹,
不写画法和证明)
(2)如图A、B两个化工厂位于一段直线形河堤的同侧,A工厂至河堤的距离AC
为1km,
B工厂到河堤的距离BD为2km,经测量河堤上C、D两地间的距离为6km.现准备在河
堤边修建一个污水处理厂,为使A、B两厂到污水处理厂的排污管道最短,污水处理厂应建
在距
C地多远的地方?
(3)通过以上解答,充分展开联想,运用数形结合思想,请你尝试解决下面问题:
若
yx
2
1(9x
2
)4
,当x为何值时,y的
值最小,并求出这个最小值。
(1)(2分)
解:(1)如图:;
(2)由(1)知:A′与A关于CD对称,点P为污水处理厂的位置,由题知:AC=1,
'
ACPC
1x
BD=2,CD=6,设PC=x由△A′CP∽△BDP得
∴
解得x=2,
∴污水处理
BDPD
26x
厂应建在距C地2km的河堤边。
(3)设AC=1,BD=2,CD=9,PC=x则PA′=
y
由(2)知,当A′,P,
B共线时,PA′+PB=y最小这时,
x
2
1
,PB=
y(9
x
2
)4
x1
,解得x=3当x=3时,
9x2<
br>yx
2
1(9x
2
)4
值最小
.
.
最小值为
310
。
6.已知直线l
和l外两点A、B,点A、B在l同侧,求作一点P,使点P在直线l上,并且
使PA+PB最短.
(2)平面直角坐标系内有两点A(2,3),B,4,5),请分别在x轴,y轴上找两点
P,P’,
使AP+BP最小,
BP
'
AP
'
最大,则<
br>P,P
的坐标分别为 , 。
(3)①代数
式
x
2
8x41x
2
4x13
的最小值是
,此时 ;
.
②代数式
x
2
8x41x<
br>2
4x13
的最大值是 ,此时 . .
(4)在直角坐标系中,有四点A(-8,3),B(-4,5),C(0,n),D(m,0)
,当四边形ABCD
周长最短时,
'
m
.
.
n
7.【观察发现】
(1)如图1,若点A、B在直线
l同侧,在直线
l
上找一点P,使AP+BP的值最小.
作法如下:
作
点B关于直线
l
的对称点B′,连接AB′,与直线
l
的交点就是所求的点P
.
(2)如图2,在等边三角形ABC中,AB=4,点E是AB的中点,AD是高,在AD
上找一点P,使BP+PE的值最小.
作法如下:
作点B关于AD的对称点,恰好与点C重
合,连接CE交AD于一点,则这点就是所求
的点P,故BP+PE的最小值为
.
.
.
【实践运用】
如图3,菱形ABCD中,对角线AC、BD分别为6和8,M、N分别是边B
C、CD的
中点,若点P是BD上的动点,则MP+PN的最小值是_____.
【拓展延伸】
(1)如图4,正方形ABCD的边长为5,∠DAC的平分线交DC于点E.
若点P,Q
分别是AD和AE上的动点,则DQ+PQ的最小值是___ ___
(2)如
图5,在四边形ABCD的对角线BD上找一点P,使∠APB=∠CPB.保留画
图痕迹,并简要写出
画法.
A
BD
C
图5
.