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文档简介
专题32最值模型之将军遛马模型与将军过桥(造桥)模型
将军遛马模型和将军过桥(造桥)模型是将军饮马的姊妹篇,它是在将军饮马的基础上加入了平移的
思想,主要还是考查转化与化归等的数学思想。在各类考试中都以中高档题为主,本专题就将军遛马模型
和将军过桥(造桥)模型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决将军遛马和将军过桥(造桥),不管是横向还是纵向的线段长度(定长),只要将线段按照长
度方向平移即可,即可以跨越长度转化为标准的将军饮马模型,再依据同侧做对称点变异侧,异侧直接连
线即可。利用数学的转化思想,将复杂模型变成基本模型就简单容易多了,从此将军遛马和将军过桥(造
桥)再也不是问题!
..............................................................................................................................................................................1
模型1.将军遛马模型...........................................................................................................................1
模型2.将军造桥(过桥)模型............................................................................................................6
.........................................................................................................................................11
模型1.将军遛马模型
将军遛马模型:已知A、B是两个定点,P、Q是直线m上的两个动点,P在Q的左侧,且PQ间长度恒定,
在直线m上要求P、Q两点,使得PA+PQ+QB的值最小。
点A、B在直线m异侧(图1-1);点A、B在直线m同侧(图1-2);
图1-1图1-2
将军遛马模型(异侧型):如图1-1,过A点作AC∥m,且AC=PQ,连接BC,交直线m于Q,Q向左平移
PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AC∥m,AC=PQ,得到四边形APQC为平行四边形,故AP=QC。∴PA+QB=QC+QB,
再利用“两点之间线段最短”,可得PA+QB的最小值为CB,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+CB.
图1-1图1-2
将军遛马模型(同侧型):如图1-2,过A点作AE∥m,且AE=PQ,作B关于m的对称点B’,连接B’E,交
直线m于Q,Q向左平移PQ长,即为P点,此时P、Q即为所求的点。
∵PQ为定值,∴求PA+PQ+QB的最小值,即求PA+QB的最小值+PQ。
∵AE∥m,AE=PQ,得到四边形APQE为平行四边形,故AP=QE。∴PA+QB=QE+QB,
根据对称,可得QB’=QB,即QE+QB=QE+QB’,
再利用“两点之间线段最短”,可得QE+QB’的最小值为EB’,故PA+PQ+QB的最小值=PQ+EB’。
例1.(2023·陕西·模拟预测)如图,菱形ABCD的边长为3,∠BAD=60°,点E、F在对角线AC上(点E
在点F的左侧),且EF=1,则DE+BF最小值为________
【答案】10
【分析】作DM∥AC,使得DM=EF=1,连接BM交AC于F,由四边形DEFM是平行四边形,推出DE=FM,
推出DE+BF=FM+FB=BM,根据两点之间线段最短可知,此时DE+FB最短,由四边形ABCD是菱形,在
RtBDM中,根据勾股定理计算即可.
【△详解】解:如图,作DM∥AC,使得DM=EF=1,连接BM交AC于F,
∵DM=EF,DM∥EF,∴四边形DEFM是平行四边形,∴DE=FM,∴DE+BF=FM+FB=BM,
根据两点之间线段最短可知,此时DE+FB最短,∵四边形ABCD是菱形,AB=3,∠BAD=60°
∴AD=AB,∴△ABD是等边三角形,∴BD=AB=3,
∵BD⊥AC,DM∥AC,∴BD⊥DM,在RtBDM中,BM=1232=10
△
∴DE+BF的最小值为10.故答案为10.
【点睛】本题考查菱形的性质、平行四边形的判定和性质、两点之间线段最短、勾股定理等知识,解题的
关键是学会添加常用辅助线,把问题转化为两点之间线段最短解决,属于中考填空题中的压轴题.
例21.(2023·安徽合肥·校考三模)在边长为2的正方形ABCD中,点E、F是对角线BD上的两个动点,且
始终保持BFBE1,连接AE、CF,则AECF的最小值为()
A.22B.3C.25D.251
【答案】B
【分析】过点A作AH∥BD,使AHEF,易得四边形AEFH为平行四边形,得到AEHF,进而得到
AECFHFCFCH,得到C,F,H三点共线时,AECF有最小值即为CH的长,利用勾股定理进行
求解即可.
【详解】解:过点A作AH∥BD,使AHEFBFBE1,则:四边形AEFH为平行四边形,
∴AEHF,∴AECFHFCFCH,∴当C,F,H三点共线时,AECF有最小值即为CH的长,
∵四边形ABCD为正方形,∴ACBD,ABBC2,ABC90,
∴AC22,AHAC,∴CHAC2AH23,即:AECF的最小值为3.故选B.
【点睛】本题考查正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是构造平行四边形,
进行线段的转化.
例3.(2024·河北邯郸·三模)如图,在边长为1的菱形ABCD中,ABC60,将△ABD沿射线BD的方
向平移得到△ABD,分别连接AC,AD,BC,则ACBC的最小值为()
A.1B.2C.3D.2
【答案】C
【分析】根据菱形的性质得到AB1,ABD30,根据平移的性质得到ABAB1,AB∥AB,推出
四边形ABCD是平行四边形,得到ADBC,于是得到ACBC的最小值ACAD的最小值,根据平
移的性质得到点A在过点A且平行于BD的定直线上,作点D关于定直线的对称点E,连接CE交定直线于
A,则CE的长度即为ACBC的最小值,求得DECD,得到EDCE30,于是得到结论
【详解】解:在边长为1的菱形ABCD中,ABC60,ABCD1,ABD30,
将△ABD沿射线BD的方向平移得到△ABD,ABAB1,AB∥AB,
四边形ABCD是菱形,ABCD,ABCD,BAD120,
ABCD,AB∥CD,四边形ABCD是平行四边形,
ADBC,ACBC的最小值ACAD的最小值,
点A在过点A且平行于BD的定直线上,
作点D关于定直线的对称点E,连接CE交定直线于A,则CE的长度即为ACBC的最小值,
在Rt△AHD中,AADADB30,AD1,
11
ADE60,DHEHAD,∴DE1,DECD,
22
CDEEDBCDB9030120,EDCE30,作DGEC,
∵DECD1∴CE2CG过点D作DGEC垂足为G
CGCG3
在Rt△CGD中,DCE30∴cosDCG
CD12
33
CGCE2CG23.故选:C.
22
【点睛】本题考查了轴对称最短路线问题,菱形的性质,矩形的判定和性质,解直角三角形,平移的性质,
求得ACBC的最小值ACAD的最小值是解题的关键.
例4.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在正方形ABCD中,E,F是对角线AC上两点(点E靠近点A),
且EF22,当BEBF的最小值为210时,AB的长为.
【答案】4
【分析】本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质与判定,线段和的最值问题,勾股定理;平移BF至
GE,则BFGE,连接BG,BD,得出四边形GEFB是平行四边形,则BG∥AC,BGEF22,根据
题意可得GO210,在RtGBD中,勾股定理求得BD,进而即可求解.
【详解】解:如图所示,平移BF至GE,则BFGE,连接BG,BD,
∴四边形GEFB是平行四边形,∴BG∥AC,BGEF22,∵ACBD,∴BDBG
∵在正方形ABCD中,E,F是对角线AC上两点
∴BEED∴BEBFBEGEBEDEGO210
22
在RtGBD中,BDGD2GB22102242
2
∴ABBD4故答案为:4.
2
模型2.将军造桥(过桥)模型
将军造桥(过桥)模型:已知,如图2,将军在图中点A处,现要过河去往B点的军营,桥必须垂直于河岸建
造,问:桥建在何处能使路程最短?(即:AM+MN+NB的值最小)。
图2-1图2-2
将军造桥(过桥)模型:如图2-2,过A点作AA’∥MN,且AA’=MN,连接A’B,
∵AA’∥MN,且AA’=MN∴四边形APQC为平行四边形,故AM=A’N,
∵MN为定值,∴求AM+MN+NB的最小值,即求AM+NB的最小值+MN。
再利用“两点之间线段最短”,可得AM+NB的最小值为A’B,故AM+MN+NB的最小值=A’B+MN。
例1.(2023·陕西西安·校考模拟预测)如图,YABCD中,AB3,AD2,DAB60,DFAB,BECD;
垂足分别为点F和E.点G和H分别是DF和BE上的动点,GH∥AB,那么AGGHCH的最小值为______.
【答案】72
【分析】过点E作EI∥AD交AB于点I,连接HI.易求出AF1,DF3,DEGHBF2.易证四
边形AGHI为平行四边形,得出AGHI,即说明当HICH最小时,AGGHCH最小.由当点I,H,
7
C三点共线时,HICH最小.结合平行四边形的判定和性质和勾股定理求出HI,即得出CI7,
2
即可得出答案.
【详解】解:如图,过点E作EI∥AD交AB于点I,连接HI.
1
∵YABCD中,DAB60,DFAB,∴ADF30,∴AFAD1,
2
∴BFABAF2,DFAD2AF23.∵DFAB,BECD,∴GF∥BH.
∵GH∥AB,∴四边形GHBF为平行四边形,∴GHBF2.同理可得出BFDE2.
∵AB∥DE,AD∥EI,∴四边形ADEI为平行四边形,
∴AIDE2GH,∴四边形AGHI为平行四边形,
∴AGHI,∴AGGHCHHI2CH,∴当HICH最小时,AGGHCH最小.
∵当点I,H,C三点共线时,HICH最小,∴此时AGGHCH最小,如图,
113
∵AD∥EI,∴BC∥EI.∵CE∥BI∴四边形BCEI为平行四边形,∴BHBEDF,CI2HI,
222
7
∵AB3,AI2,∴BI1,∴HIBH2BI2,∴CI7,
2
∴AGGHCH的最小值为CIGH72.故答案为:72.
【点睛】本题考查平行四边形的性质和判定,含30度角的直角三角形,勾股定理,平行线的判定,两点之
间线段最短等知识.正确作出辅助线,理解当点I,H,C三点共线时,HICH最小,即此时AGGHCH
最小是解题关键.
例2.(2023·江苏苏州·校考二模)如图,在Rt△ABC中,ACB90,BAC30,AB23.如果在三角
形内部有一条动线段MN∥AC,且MN1,则AMBNCN的最小值为________.
【答案】13
【分析】在AC上取一点A,使得AAMN1,连接AN,如图所示,首先证明
AMBNCNANBNCN,将△NCB绕点C顺时针旋转60得到GCT,连接NG,过点T作THAC
交AC的延长线于H,证明ANCNBNANNGGTAT,求出AT可得结论.
【详解】解:在AC上取一点A,使得AAMN1,连接AN,如图所示:
AAMN,AA∥MN,四边形AMNA是平行四边形,AMAN,AMBNCNANBNCN,
将△NCB绕点C顺时针旋转60得到GCT,连接NG,过点T作THAC交AC的延长线于H,如图所示:
CNCG,NCG60,△NCG是等边三角形,CNNG,ANCNBNANNGGT,
ANNGGTAT,ACB90,BAC30,AB23,
1
BCCTAB3,AC3BC3,CACAAA312,
2
133
ACH90,BCT60,TCH30,THC90,THCT,CH3TH,
222
22
3773
AHACCH2,22,
ATAHTH13
2222
AMBNCN13,AMBNCN的最小值为13,故答案为:13.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,旋转变换,两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会利用旋
转法添加辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
例3.(2024·陕西西安·二模)如图1,正方形ABCD的边长为4,点E、F是对角线BD上两动点,且EF2,
将点C沿EF的方向平移2个单位得到点H,连接CH、FH.
(1)①四边形ECHF的形状为_____________;
②连接AC、AF,当点A,F,H共线时,CECF的值为_____________.
(2)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存
的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“Y”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在
支流1的左上方有一村庄A,支流2的右下方有一开发区B,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1
和支流2上分别修建一座桥梁PQ、MN(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河
岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄A到开发区B理论上的最短路程吗?(即APPQQMMNNB和
的最小值).经测量,A、B两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为1503米、250米,
且与线段AB所夹的锐角分别为60、30.
【答案】(1)①平行四边形;②6.(2)1002731503250米
【分析】本题主要考查了正方形的性质,平行四边形的性质与判定,勾股定理,含30度角的直角三角形的
性质,平移的性质:
(1)①根据平行的性质得到CH∥EF,CHEF2,据此可证明四边形ECHF是平行四边形;②由正方
形的性质得到ACDBDC45,ADCD4,ADC90,由勾股定理得AC42,由平行线的性
质得到∠DCH∠BDC45,则ACH90,由勾股定理得到AH6,再由正方形的性质和平行四边形
的性质得到AFCF,CEFH,则CECFFHAFAH6;
(2)如图所示,将点A沿着垂直于支流1的河岸的方向平移1503米得到A,连接AQ,将点B沿着垂直
于支流2的河岸的方向平移250米得到B,连接BM,则四边形APQA和四边形BBMN都是平行四边形,
可得AQAP,BMBN,则当A、Q、M、B四点共线时,AQQMBM最小,即此时
APPQQMMNNB最小;如图所示,分别延长AA、BB交于H,则∠BAH30,∠ABH60,进
1
而得到H90,则BHAB1000米,AH10003米,进一步得到AH8503米,BH750米,
2
则ABBH2AH2100273米,即可得到APPQQMMNNB的最小值为
1002731503250米.
【详解】(1)解:①由平行的性质可得CH∥EF,CHEF2,
∴四边形ECHF是平行四边形,故答案为:平行四边形;
②∵四边形ABCD是正方形,∴ACDBDC45,ADCD4,ADC90,
∴ACAD2CD242,
∵CH∥EF,∴∠DCH∠BDC45,∴ACH90,∴AHAC2CH26,
由正方形的对称性可得AFCF,由平行四边形的性质可得CEFH,
∴CECFFHAFAH6,故答案为:6;
(2)解:如图所示,将点A沿着垂直于支流1的河岸的方向平移1503米得到A,连接AQ,将点B沿着
垂直于支流2的河岸的方向平移250米得到B,连接BM,
∴四边形APQA和四边形BBMN都是平行四边形,∴AQAP,BMBN,
∴APPQQMMNNBAQQMBM1503250,
∴当A、Q、M、B四点共线时,AQQMBM最小,即此时APPQQMMNNB最小;
如图所示,分别延长AA、BB交于H,
∵支流1和支流2与线段AB所夹的锐角分别为60、30,
1
∴∠BAH30,∠ABH60,∴H90,∴BHAB1000米,
2
∴AHAB2BH210003米,∴AH8503米,BH750米,
∴ABBH2AH2100273米,∴APPQQMMNNB的最小值为1002731503250米.
1.(2023安徽中考学二模)如图,菱形ABCD的边长为23,∠ABC=60°,点E、F在对角线BD上运动,
且EF=2,连接AE、AF,则AEF周长的最小值是()
△
A.4B.4+3C.2+23D.6
【答案】D
【分析】作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,进而得出△AEF周长的最
小值即可.
【详解】解:如图作AH∥BD,使得AH=EF=2,连接CH交BD于F,则AE+AF的值最小,即△AEF的周长
最小.
∵AH=EF,AH∥EF,∴四边形EFHA是平行四边形,∴EA=FH,∵FA=FC,∴AE+AF=FH+CF=CH,
∵菱形ABCD的边长为23,∠ABC=60°,∴AC=AB=23,
∵四边形ABCD是菱形,∴AC⊥BD,∵AH∥DB,∴AC⊥AH,∴∠CAH=90°,
2
在Rt△CAH中,CH=AC2AH223224∴AE+AF的最小值4,
∴△AEF的周长的最小值=4+2=6,故选:D.
【点睛】本题考查菱形的性质与动点问题最小值,构造辅助线转化相关的线段是解题关键.
2.(2023·广西·二模)已知,在河的两岸有A,B两个村庄,河宽为4千米,A、B两村庄的直线距离AB=10
千米,A、B两村庄到河岸的距离分别为1千米、3千米,计划在河上修建一座桥MN垂直于两岸,M点为
靠近A村庄的河岸上一点,则AM+BN的最小值为()
A.213B.1+35C.3+37D.85
【答案】A
【分析】作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直于另一条河
岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN;根据“两点之间线段最短”,AB′最短,
即AM+BN最短,此时AM+BN=AB′.
【详解】解:如图,作BB'垂直于河岸,使BB′等于河宽,连接AB′,与靠近A的河岸相交于M,作MN垂直
于另一条河岸,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故MB′=BN.
根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.
∵AB=10千米,BC=1+3+4=8千米,∴在RTABC中,ACAB2BC26,
△2
在RTAB′C中,B′C=1+3=4千米,∴AB′=AC2BC213千米;故选A.
△
【点睛】本题考查了轴对称—最短路径问题,要利用“两点之间线段最短”,但许多实际问题没这么简单,需
要我们将一些线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成两点之间线段最短的问题.目前,往
往利用对称性、平行四边形的相关知识进行转化.
3.(2024·四川泸州·一模)如图,在直角坐标系中,A2,0,B0,2,C是OB的中点,点D在第二象限,
且四边形AOCD为矩形,P是CD上一个动点,过点P作PHOA于H,Q是点B关于点A的对称点,则
BPPHHQ的最小值为.
【答案】6
【分析】本题考查了一次函数点的坐标的求法、三角形面积的求法和三点共线及最值,综合性强,是中考
常见题型.连接CH,根据A、B的坐标先确定OA和OB的长,证明四边形PHOC是矩形,得PHOCBC1,
再证明四边形PBCH是平行四边形,则BPCH,在BPPHHQ中,PH1是定值,所以只要CHHQ的
值最小就可以,当C、H、Q在同一直线上时,CHHQ的值最小,利用平行四边形的性质求出即可.
【详解】解:如图,连接CH,A(2,0),B(0,2),OB2,OA2,
C是OB的中点,BCOC1,PHOCOHDCO90,四边形PHOC是矩形,PHOCBC1,
PH∥BC,四边形PBCH是平行四边形,BPCH,BPPHHQCHHQ1,
要使CHHQ的值最小,只需C、H、Q三点共线即可,
22
点Q是点B关于点A的对称点,Q(4,2),又点C(0,1),根据勾股定理可得CQ04125,
此时,BPPHHQCHHQPHCQ1516,即BPPHHQ的最小值,6;故答案为:6
4.(2022·四川自贡·中考真题)如图,矩形ABCD中,AB4,BC2,G是AD的中点,线段EF在边AB
上左右滑动;若EF1,则GECF的最小值为____________.
【答案】32
【分析】如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,
此时GE+CF的值最小,可得四边形EFCH是平行四边形,从而得到G'H=EG'+EH=EG+CF,再由勾股定理求出
HG'的长,即可求解.
【详解】解:如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取
EF=1,此时GE+CF的值最小,
∴G'E=GE,AG=AG',∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,AD=BC=2∴CH∥EF,
∵CH=EF=1,∴四边形EFCH是平行四边形,∴EH=CF,∴G'H=EG'+EH=EG+CF,
∵AB=4,BC=AD=2,G为边AD的中点,∴AG=AG'=1∴DG′=AD+AG'=2+1=3,DH=4-1=3,
∴HGDH2DG2323232,即GECF的最小值为32.故答案为:32
【点睛】此题主要考查了利用轴对称求最短路径问题,矩形的性质,勾股定理等知识,确定GE+CF最小时E,
F位置是解题关键.
5.(2023上·江苏盐城·九年级校联考阶段练习)如图,正方形ABCD内接于⊙O,线段MN在对角线BD上
运动,若⊙O的周长为2,MN1,则AMN周长的最小值是.
【答案】51/15
【分析】过点C作CA∥BD,令CAMN1;可推出四边形MCAN为平行四边形,有ANCM;根据
CVAMNAMMNANANAN1AA1可知当AACA时,AMN周长有最小值.
【详解】解:过点C作CA∥BD,令CAMN1
∵⊙O的周长为2,∴⊙O的半径为1∴BDAC2
∵CA∥BD且CAMN1∴四边形MCAN为平行四边形
∴ANCM由正方形的对称性可得:CMAM∴ANAM
∴CVAMNAMMNANANAN1AA1故:当AACA时,AMN周长有最小值
此时:AAAC2CA25∴AMN周长的最小值是51故答案为:51
【点睛】本题考查了正方形的性质、平行四边形的判定与性质等.推出当AACA时,AMN周长有最小
值是解题关键.
6.(2023秋·河南南阳·九年级校联考期末)如图,在边长为4的正方形ABCD中将ABD沿射线BD平移,
得到EGF,连接EC、GC.求ECGC的最小值为______.
【答案】45
【分析】将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,证出四边形ABGE和四边形EGCD均
为平行四边形,根据平行四边形的性质和平移图形的性质,可得C′E=CE,CG=DE,可得EC+GC=C′E+ED,当
点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,由勾股定理求出C′D的值即为EC+GC的最小值.
【详解】如图,将△ABC沿射线CA平移到△AB′C′的位置,连接C′E、AE、DE,
∵AB∥GE∥DC且AB=GE=DC,∴四边形ABGE和四边形EGCD均为平行四边形,
∴AE∥BG,CG=DE,∴AE⊥CC′,由作图易得,点C与点C′关于AE对称,C′E=CE,
又∵CG=DE,∴EC+GC=C′E+ED,当点C′、E、D在同一直线时,C′E+ED最小,
此时,在Rt△C′D′E中,C′B′=4,B′D=4+4=8,C′D=428245,
即EC+GC的最小值为45,故答案为:45.
【点睛】本题考查正方形的性质、图形的对称性、线段最短和平行四边形的性质与判定,解题的关键是将
两条线段的和转化为同一条线段求解.
7.(2024·江苏扬州·一模)如图,在矩形ABCD中,点E、F是对角线BD上的两点,CBD30,ABEF,
DF
点G是边BC的中点.当GEAF取最小值时,的值为.
BE
【答案】2
1
【分析】取CD的中点H,连接FH.根据点G是边BC上的中点,则GH∥BD,GHBD,推出四边形EGHF
2
是平行四边形,所以EGFH,因此GEAFFHAF,当A、F、H三点在同一直线上时,FHAF最
小,即GEAFFHAFAH,由AD∥BC,GH∥BD推出VGBE∽VADF,代入计算得出答案.
【详解】解:如图,取CD的中点H,连接FH.
1
∵点G是边BC上的中点,∴GH是△BCD的中位线,∴GH∥BD,GHBD.
2
1
∵ABCD是矩形,CBD30,∴C90,ABCD,ADBC∴CDBD,∴GHCD,
2
∵ABEF,∴EFGH,∴四边形EGHF是平行四边形(一组对边平行且相等的四边形是平行四边形),
∴EGFH,∴GEAFFHAFAH,∴当A、F、H三点在同一直线上时,GEAF最小,
∵AD∥BC,GH∥BD,∴ADFGBE,AFEGEF,∴AFDGEB,
DFADBC
∴VGBE∽VADF,∴2,故答案为:2.
BEBGBG
【点睛】本题考查了矩形的性质,轴对称,三角形中位线,平行四边形的性质和判定,直角三角形的性质,
相似三角形的判定与性质,综合性较强,难度适中,证明VGBE∽VADF是解题的关键.
8.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,矩形ABCD中,AB12,AD6,E是AB边上一动点,过点E作
对角线AC的垂线,分别交AC于点O、交直线CD于点F,则点E在运动过程中,AFFEEC的最小值
是.
【答案】1535/3515
【分析】过点B作BM∥EF交DC于M,过点A作AN∥EF,使ANEF,连接NE,NC,推出AFEC
的最小值为NC的长度,FE为定值,再分别求出NC、FE的长度即可.
【详解】解:过点B作BM∥EF交DC于M,过点A作AN∥EF,使ANEF,连接NE,NC,如下图,
∴四边形ANEF是平行四边形,∴ANEF,AFNE,∴AFECNEECNC,
即AFCE取最小值为NC的长度,∵四边形ABCD是矩形,AB12,AD6,
∴ADBC6,ABCD12,AB∥CD,AD∥BC,DABC90,
∴ACAB2BC212262=65,∵AB∥CD,BM∥EF,
∴四边形EFMB是平行四边形,∴BMEF,∴BMEFAN,
∵EFAC,∴BMAC,ANAC,∴CAN90,
∴MBCACB90ACBACD,∴MBCACD,
CMBCCM6
又∵DABC90,∴BCM∽CDA,∴,即,解得CM3,
ADDC612
22
∴BMBC2CM2623235ANEF,∴CNAC2AN2653515,
∵AFFEECNCEF,∴AFFEEC1535,即AFFEEC的最小值为1535.
故答案为:1535.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质、平行四边形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理、
三角形三边关系等知识,正确作出辅助线,综合运用相关知识是解题关键.
9.(2024·广东广州·三模)如图,正方形ABCD内接于O,线段MN在对角线BD上运动,若O的面积为
2,MN1,则(1)O的直径长为;(2)AMN周长的最小值是.
【答案】224
BD2
【分析】(1)根据正方形ABCD内接于O,得到BD是O,根据2,解得BD22,BD22
4
(舍去),解得即可.
(2)根据正方形的性质,得到点A与点C是对称点,连接AC,交BD于点O,连接MC,则AMCM,
过点C作CGBD,CGMN1,连接NG,则四边形MNGC是平行四边形,继而得到AMCMNG,
继而得到AMANANNG,结合ANNGAG,故当A、G、N三点共线时,AMAN取得最小值,
得到AMN周长的最小值.
BD2
【详解】(1)∵正方形ABCD内接于O,∴BD是O的直径,∴2,
4
解得BD22,BD22(舍去),故答案为:22.
(2)根据正方形的性质,得到点A与点C是对称点,ACBD,ACBD22,
连接AC,交BD于点O,连接MC,则AMCM,
过点C作CGBD,CGMN1,连接NG,AG,则四边形MNGC是平行四边形,
∴AMCMNG,∴AMANANNG,∵ANNGAG,
故当A、G、N三点共线时,AMAN取得最小值,得到AMN周长的最小值.
∵CGBD,CGMN1,∴ACG90,∴AGAC2CG23,
故AMN周长的最小值为4.故答案为:4.
【点睛】本题考查了正方形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理,三角形不等式的应用,圆的性
质,熟练掌握平行四边形的判定和性质,勾股定理,三角形三边关系的应用是解题的关键.
2
10.(2024·吉林长春·三模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx4x3与y轴交于点A,与x轴的一
个交点为点B,点B在抛物线对称轴左侧,线段CD在对称轴上,CD2,则四边形ABCD周长的最小值
为.
【答案】2102
【分析】本题考查了二次函数的几何综合,平行四边形的判定与性质,勾股定理,两点之间线段最短,正
确掌握相关性质内容是解题的关键.先得点A的坐标和B1,0,M3,0,再证明四边形CDNM是平行四边形,
得出DNCM,结合两点之间线段最短,故四边形ABCD的周长是ABCD102AN,运用两点距离
公式列式计算,得出AN10,代入计算即可作答.
2
【详解】解:∵抛物线yx4x3与y轴交于点A,与x轴的一个交点为点B,
,,2
∴当x0时y3,∴点A的坐标是03,当y0时,则0x4x3,∴x11,x23,
设抛物线与x轴的另外一个交点为M,∴B1,0,M3,0,∴对称轴x2;则AB321210
过点M作MNx轴,且NMCD2,
∵MNx轴,线段CD在对称轴上,∴MN∥CD
∵NMCD2∴四边形CDNM是平行四边形∴DNCM
连接AN与对称轴x2相交于一点,即为点D的位置,再连接BC,CM
∵B1,0,M3,0,对称轴x2,线段CD在对称轴上,
∴BCCM∴DNBC此时四边形ABCD周长有最小值
即ABCDBCAD102CBAD102AN
2
∵NM2,M3,0,∴N3,2则AN323210则102AN102102102
∴四边形ABCD周长的最小值为2102故答案为:2102
1
11.(2024·江苏苏州·二模)如图,等边ABC的边长为3,点D在边AC上,AD,线段PQ在边BA上
2
1
运动,PQ,有下列结论:①CP与QD可能相等;②AQD与BCP可能相似;③四边形PCDQ面积
2
31337
的最大值为;④四边形PCDQ周长的最小值为3,其中,正确结论的序号为.
162
【答案】/
【分析】①②③根据③三②角形三边之间的关系得AQADQD,进而得APQD,同理得BPPCBC,即
BPPCAB,进而得PCAP,由此得CP与QD不可能相等.
②假设AQD与BCP相似,设AQx,利用相似三角形对应边成比例,列比例式得出x的值,再与x的
取值范围进行比较,即可判断相似是否成立;
③过P作PEBC于E,过D作DFAB于F,过C点作CGAB于G点,利用函数求四边形面积的最
33
大值.设AQx,可表示出PE2.5x,DF,可用函数表示出SPBC,S△ADQ,再根据
24
S四边形PCDQSABCSPBCSADQ,依据0x2.5,即可得到四边形面积的最大值;
1
④作D点关于直线AB的对称点D,作DDAB,且DD,连接CD交AB于P点,将P点沿射线
1121222
1
PA平移得Q点,连接DQ、D1Q、AD1,则可得四边形DDPQ是平行四边形.进而可得则四边形PCDQ
212
的周长CDPQQDPC3CD2,此时四边形PCDQ的周长最小,计算出D2AC90,根据勾股定
理即可求出CD2的值,进而可得四边形PCDQ周长的最小值,即可得解.
1
【详解】①在AQD中,AQADQD,ADPQ,AQPQQD,即APQD,
2
1
当Q点与A点重合时APQD,APQD.
2
在BCP中,BPPCBC,BCAB,BPPCAB,BPPCAPBP,PCAP,
当P点与B点重合时PCAP3,PCAP.综上,当Q点与A点重合时,PCAPQD;
当P点与B点重合时,PCAPQD;当P、Q不与A、B重合时PCAPQD.
∴CP与QD不可能相等,故①错误.
11
②设AQx,PQ,AB3,BP3x2.5x,0x2.5.假设AQD与BCP相似,
22
1
ADAQ2
AB,,2x,整理得,2x5x30,解得:x11,x21.5,
BPBC
2.5x3
0x2.5,∴x1或1.5都符合题意,∴AQD与BCP可能相似,故②正确.
③如图,过P作PEBC于E,过D作DFAB于F,过C点作CGAB于G点.
1
设AQx,则BP3x2.5x,0x2.5.
2
311333
B60,PEPBsin602.5x,SBCPE32.5x2.5x.
2PBC2224
11331133
A60,AD,DFADsin60,SAQDFxx.
2224ADQ2248
333
ABC中,ABBC3,B=60,CGCBsin603,
22
11339393333
SABCG3,S四边形PCDQSABCSPBCSADQ2.5xx
ABC2224448
5333
x,∵S随x的增大而增大,∴当x取最大值2.5时,S的值最大,
88
5333313,故正确.
S最大2.5③
8816
1
④如图,作D点关于直线AB的对称点D,作DDAB,且DD,连接CD交AB于P点,将P点
1121222
1
沿射线PA平移得Q点,连接DQ、D1Q、AD1,
2
1
则ADAD,QDQD,且四边形DDPQ是平行四边形,PDQDQD,
1211221
则四边形PCDQ的周长CDPQQDPC2.50.5PD2PC3CD2,
此时四边形
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