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文档简介
最值模型之瓜豆模型(原理)圆弧轨迹型
动点轨迹问题是中考和各类模拟考试的重要题型,学生受解析几何知识的局限和思维能力的束缚,该
压轴点往往成为学生在中考中的一个坎,致使该压轴点成为学生在中考中失分的集中点。掌握该压轴题型
的基本图形,构建问题解决的一般思路,是中考专题复习的一个重要途径。本专题就最值模型中的瓜豆原
理(动点轨迹为圆弧型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【模型解读】
模型1、运动轨迹为圆弧
模型11如图,尸是圆O上一个动点,/为定点,连接/P,0为/尸中点.。点轨迹是?
如图,连接/。,取NO中点任意时刻,均有QM:PO=AQ:AP=1:2.
则动点0是以"为圆心,为半径的圆。
模型1-2.如图,是直角三角形,^R4Q=90°S.AP=k-AQ,当尸在圆。运动时,0点轨迹是?
如图,连结/。,作NM/。,AO:AM=k:l;任意时刻均有八4尸。“八4加,且相似比为讥
则动点。是以M为圆心,为半径的圆。
模型1-3.定义型:若动点到平面内某定点的距离始终为定值,则其轨迹是圆或圆弧。(常见于动态翻折中)
如图,若P为动点,AB=AC=AP,则3、C、P三点共圆,
则动点尸是以N圆心,N笈半径的圆或圆弧。
模型1-4.定边对定角(或直角)模型
1)一条定边所对的角始终为直角,则直角顶点轨迹是以定边为直径的圆或圆弧.
如图,若P为动点,48为定值,UPB=90。,则动点P是以48为直径的圆或圆弧。
2)一条定边所对的角始终为定角,则定角顶点轨迹是圆弧.
如图,若P为动点,48为定值,乙4尸3为定值,则动点尸的轨迹为圆弧。
【模型原理】动点的轨迹为定圆时,可利用:“一定点与圆上的动点距离最大值为定点到圆心的距离与半径
之和,最小值为定点到圆心的距离与半径之差”的性质求解。
例1.(2023•山东泰安•统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,RtZkAOB的一条直角边在无轴上,
点/的坐标为(-6,4);R。COD中,ZCOD=90°,0D=4^,ZD=30%连接3C,点/是8c中点,连接
AM.将RHCOD以点。为旋转中心按顺时针方向旋转,在旋转过程中,线段AM的最小值是()
C.2713-2D.2
例2.(2023•四川广元•统考一模)如图,线段为nO的直径,点C在48的延长线上,A8=4,BC=2,
点P是口O上一动点,连接CP,以CP为斜边在PC的上方作Rt3PCD,且使ZDCP=60°,连接0。,则0D
长的最大值为
例3.(2023•四川宜宾•统考中考真题)如图,M是正方形ABCD边C£>的中点,P是正方形内一点,连接BP,
线段BP以B为中心逆时针旋转90。得到线段8。,连接MQ.若A8=4,MP=l,则加。的最小值为
例4.(2023•湖南•统考中考真题)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=布,动点P在矩形的边上沿
3—C—OfA运动.当点P不与点A3重合时,将nABP沿AP对折,得至打ABT,连接CB',则在点P的
运动过程中,线段CB'的最小值为
例5.(2023•山东・统考中考真题)如图,在四边形ABCD中,ZABC=ABAD=90°,AB^5,AD=4,AD<BC,
点£在线段8c上运动,点F在线段AE上,ZADF=ZBAE,则线段BF的最小值为
例6.(2023•浙江金华•九年级校考期中)如图,点4C,N的坐标分别为(-2,0),(2,0方(4,3),以点C为圆心、
2为半径画DC,点P在口<:上运动,连接AP,交DC于点。,点M为线段。尸的中点,连接MN,则线段
W的最小值为.
例7.(2023上,江苏连云港•九年级校考阶段练习)已知矩形筋8,48=6,屈=4,尸为矩形45CD内一点,
且ZBPC=135°,若点P绕点A逆时针旋转90°到点。,则PQ的最小值为.
例8.(2023下,陕西西安•九年级校考阶段练习)问题提出:
(1)如图①,在[ABC中,AB^AC,N及10=120。,8C=4指,则AB的长为;
问题探究:(2)如图②,已知矩形ABCD,AB=4,8C=5,点尸是矩形ABCD内一点,且满足/APB=90。,
连接CP,求线段CP的最小值;
问题解决:(3)如图③所示,我市城市绿化工程计划打造一片四边形绿地A8CD,其中AD^BC,AD=40m,
3c=60m,点£为CD边上一点,且CE:OE=1:2,ZA£B=60°,为了美化环境,要求四边形ABCD的面
积尽可能大,求绿化区域ABCD面积的最大值.
图3
课后专项训练
1.(2023•安徽合肥•校考一模)如图,在口回。中,NB=45。,AC=2,以AC为边作等腰直角口ACD,连
BD,则8。的最大值是()
+V3D.V10+V2
2.(2023春•广东•九年级专题练习)己知:如图,在口旗(?中,乙&4C=3O。,BC=4,面积的最大
值是().
B.873+4C.873D.8+8出
3.(2022秋•江苏扬州•九年级校考阶段练习)如图,/是口3上任意一点,点C在口B外,已知
AB=2,BC=4,aACD是等边三角形,则△BCD的面积的最大值为()
4C.473+8D.6
4.(2023・山东济南•一模)正方形ABCD中,/2=4,点E、尸分别是CD、2c边上的动点,且始终满足DE=CF,
DF、NE相交于点G.以NG为斜边在NG下方作等腰直角A48G使得乙48G=90。,连接3区则AH'的最小值
为()
B
A.275-2B.2岳2c.V10-V2D.V10+V2
5.(2023上•江苏连云港•九年级统考期中)如图,在矩形ABCD中,已知AB=3,BC=4,点P是边上
一动点(点P不与点B,C重合),连接AP,作点B关于直线AP的对称点M,连接CM,则CM的最小值
为―,
6.(2023春•广东深圳•九年级专题练习)如图,点G是口回。内的■点,且NBGC=120。,△BCF是等边
三角形,若8C=3,则FG的最大值为.
7.(2023•江苏泰州•九年级专题练习)如图,在矩形ABCD中,AD=1O,AB=16,P为。的中点,连接BP.在
矩形ABCD外部找一点使得/BEC+/BPC=180。,则线段。E的最大值为.
8.(2023•陕西渭南•三模)如图,在矩形488中,AB=6,BC=5,点E在BC上,且CE=4BE,点M
为矩形内一动点,使得NCME=45。,连接则线段//的最小值为.
9.(2023江苏扬州•三模)如图,在等边△ZSC和等边中,AB=6,CD=4,以48、为邻边作平
行四边形/BED,连接/尸.若将△(:£困绕点C旋转一周,则线段/尸的最小值是.
10.(2023秋•湖北武汉•九年级校考阶段练习)如图,口他。为等腰直角三角形,ZBAC=90SAB=AC=2V2,
点。为所在平面内■点,NBDC=90。,以AC、。为边作平行四边形ACDE,则CE的最小值为一.
11.(2023•福建泉州•统考模拟预测)如图,点E是正方形ABCD的内部一个动点(含边界),且AD=EB=8,
点尸在BE上,BF=2,则以下结论:①CF的最小值为6;②DE的最小值为8近-8;③CE=CF;④
DE+B的最小值为10;正确的是.
12.(2021•广东・中考真题)在[ABC中,/ABC=90。,AB=2,8C=3.点。为平面上一个动点,ZADB=45°,
则线段。长度的最小值为.
13.(2023・广东•深圳市二模)如图,在矩形4BCD中,AB=3,BC=4,E为边BC上一动点,尸为/E中点,
G为。£上一点,BF=FG,则CG的最小值为
14.(2023秋•广东汕头・九年级校考期中)如下图,在正方形ABC。中,AB=6,点E是以3c为直径的圆
上的点,连接DE,将线段DE绕点。逆时针旋转90。,得到线段连接b,则线段CP的最大值与最
小值的和__________
15.(2023・陕西渭南・统考一模)如图,在矩形ABCD中,AB=ZBC=4,0是矩形ABCD左侧一点,连
接AQ、BQ,且NAQB=90。,连接DQ,E为DQ的中点,连接CE,则CE的最大值为
16.(2023•安徽亳州•统考模拟预测)等腰直角□ABC中,BAC^90°,AB=5,点D是平面内一点,AD=2,
连接8D,将8。绕。点逆时针旋转90。得到DE,连接AE,当(填度数)度时,AE可以取最
大值,最大值等于.
17.(2023・河北廊坊・统考二模)已知如图,nABC是腰长为4的等腰直角三角形,ZABC=90°,以N为圆
心,2为半径作半圆/,交2A所在直线于点/,N.点£是半圆4上仟意一点.连接8E,把BE绕点2顺
时针旋转90。到80的位置,连接AE,CD.
⑴求证:JEBA^DBC;(2)当BE与半圆/相切时,求弧期/的长;G)直接写出△3。面积的最大值.
18.(2022•北京・中考真题)在平面直角坐标系工。〉中,已知点对于点P给出如下定义:将点p向
右020)或向左(a<0)平移同个单位长度,再向上S20)或向下(b<0)平移M个单位长度,得到点P,点P
关于点N的对称点为。,称点。为点P的“对应点”.⑴如图,点点N在线段OM的延长线上,若点
尸(-2,0),点。为点P的“对应点”.①在图中画出点。;②连接P。,交线段ON于点T.求证:NT=g0M;⑵
口。的半径为1,M是口。上一点,点N在线段OM上,且=若P为nO外一点,点。为点
P的“对应点”,连接尸。.当点”在口。上运动时直接写出PQ长的最大值与最小值的差(用含,的式子表示)
19.(2023下•广东广州•九年级校考阶段练习)如图,口ABC为等边三角形,点尸是线段AC上一动点(点尸
不与4,C重合),连接BP,过点/作直线BP的垂线段,垂足为点。,将线段AO绕点/逆时针旋转60。得
到线段AE,连接DE,CE.(1)求证:BD=CE;(2)连接CO,延长EO交于点尸,若["C的边长为2;
①求。的最小值;②求EF的最大值.
20.(2023•江苏常州・统考二模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=-;/+乐-3的图像与x轴交于
点/和点2(9,0),与y轴交于点C.⑴求二次函数的表达式;(2)若点尸是抛物线上一点,满足
3
NPCB+ZACB=NBCO,求点尸的坐标;(3)若点0在第四象限内,且COS乙4。=十点〃在y轴正半轴,
ZMB0=45°,线段是否存在最大值,如果存在,直接写出最大值;如果不存在,请说明理由.
备用图
:值模型之瓜豆模型(原理)圆弧轨迹型
动点轨迹问题是中考和各类模拟考试的重要题型,学生受解析几何知识的局限和思维能力的束缚,该
压轴点往往成为学生在中考中的一个坎,致使该压轴点成为学生在中考中失分的集中点。掌握该压轴题型
的基本图形,构建问题解决的一般思路,是中考专题复习的一个重要途径。本专题就最值模型中的瓜豆原
理(动点轨迹为圆弧型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【模型解读】
模型1、运动轨迹为圆弧
模型11如图,尸是圆O上一个动点,/为定点,连接/P,0为/尸中点.。点轨迹是?
如图,连接/。,取NO中点任意时刻,均有QM:PO=AQ:AP=1:2.
则动点0是以"为圆心,为半径的圆。
模型1-2.如图,是直角三角形,^R4Q=90°S.AP=k-AQ,当尸在圆。运动时,0点轨迹是?
如图,连结/。,作NM/。,AO:AM=k:l;任意时刻均有八4尸。“八4加,且相似比为讥
则动点。是以M为圆心,为半径的圆。
模型1-3.定义型:若动点到平面内某定点的距离始终为定值,则其轨迹是圆或圆弧。(常见于动态翻折中)
如图,若P为动点,AB=AC=AP,则3、C、P三点共圆,
则动点尸是以N圆心,N笈半径的圆或圆弧。
模型1-4.定边对定角(或直角)模型
1)一条定边所对的角始终为直角,则直角顶点轨迹是以定边为直径的圆或圆弧.
如图,若P为动点,48为定值,UPB=90。,则动点P是以48为直径的圆或圆弧。
2)一条定边所对的角始终为定角,则定角顶点轨迹是圆弧.
如图,若P为动点,48为定值,乙4尸3为定值,则动点尸的轨迹为圆弧。
【模型原理】动点的轨迹为定圆时,可利用:“一定点与圆上的动点距离最大值为定点到圆心的距离与半径
之和,最小值为定点到圆心的距离与半径之差”的性质求解。
例1.(2023•山东泰安•统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,RtZkAOB的一条直角边在x轴上,
点/的坐标为(一6,4);R口COD中,ZCOD=90°,OD=4®ZD=30°,连接3C,点M是中点,连接
AM.将RHCOD以点。为旋转中心按顺时针方向旋转,在旋转过程中,线段AM的最小值是()
A.3B.6A/2-4C.2V13-2D.2
【答案】A
【分析】如图所示,延长班到E,使得隹=钙,连接虑,根据点A的坐标为(-6,4)得到座=8,再
AM=-CE
证明AM是口友石的中位线,得到2;解区日或仍得到℃=4,进一步求出点c在以。为圆心,
半径为4的圆上运动,则当点M在线段°E上时,CE有最小值,即此时AM有最小值,据此求出位的最
小值,即可得到答案.
【详解】解:如图所示,延长到E,使得的=钻,连接CE,
...RtAAOB的一条直角边在x轴上,点A的坐标为(一6,4),
AB=4,OB=6,AE=AB=4,BE=8,
AM=-CE
...点M为BC中点,点A为BE中点,...AM是nBCE的中位线,2.
有
r0C=—0D=4
在RtQCO。中,ZCOD=90°,OD=4y/3,ZD=30°r.3,
...将RtQCOD以点0为旋转中心按顺时针方向旋转,...点C在以。为圆心,半径为4的圆上运动,
・•・当点M在线段°E上时,支有最小值,即此时AM有最小值,
..OE=y/BE2+OB2=10,;.CE的最小值为10-4=6,...AM的最小值为3,故选A.
MQ=-OC=2
另解:取BO的中点为Q(-3,0),根据中位线可确定2,
故点M为以Q为圆心,MQ为半径的圆上运动,故AM的最小值为AQ-MQ=3
【点睛】本题主要考查了一点到圆上一点的最值问题,勾股定理,三角形中位线定理,坐标与图形,含30
度角的直角三角形的性质等等,正确作出辅助线是解题的关键.
例2.(2023•四川广元•统考一模)如图,线段A8为nO的直径,点C在的延长线上,AB=4,BC=2,
点p是0o上一动点,连接CP,以CP为斜边在PC的上方作Rt]PCD,且使ZDCP=60°,连接0D,则0D
长的最大值为
【分析】作LICOE,使得NCEO=90。,NECO=60。,贝11co=2CE,OE=273;NOCP=NECD,由
OP_CPc1
=
A------2ED=—OP=1
△COPsMAED,推出即CO,即2(定长),由点E是定点,DE是定长,点〃在半径为
1的口石上,由此即可解决问题.
【详解】解:如图,作使得NCE0=90°,NECO=60。,则C0=2CE,°E=2g,ZOCP=ZECD,
COCP_2
VZCDP=90°,ZDCP=60°,CP=2CD,;,CECD.-QCOP^QCED,
OPCP
ED=-OP=\
ED-O)即2(定长),
•・,点E是定点,DE是定长,二点。在半径为1的IE上,
-:OD<OE+DE=2y/3+lt,8的最大值为26+1,故答案为:20+1.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质、两圆的位置关系、轨迹等知识,解题的关键是学会添加常
用辅助线,构造相似三角形解决问题,属于中考压轴题.
例3.(2023・四川宜宾・统考中考真题)如图,M是正方形ABCD边CO的中点,P是正方形内一点,连接8尸,
线段8尸以B为中心逆时针旋转90。得到线段BQ,连接若AB=4,MP=\,则加。的最小值为一.
【答案】2^0-1
【分析】连接将以B中心,逆时针旋转90°,加点的对应点为E,由P的运动轨迹是以双为圆
心,1为半径的半圆,可得:°的运动轨迹是以E为圆心,1为半径的半圆,再根据"圆外一定点到圆上任一
点的距离,在圆心、定点、动点,三点共线时定点与动点之间的距离最短",所以当反、Q、E三点共线时,
加°的值最小,可求ME=&M=2M,从而可求解.
【详解】解,如图,连接BM,将以B中心,逆时针旋转90。,加点的对应点为E,
A
DMC
;p的运动轨迹是以/为圆心,1为半径的半圆,,Q的运动轨迹是以E为圆心,1为半径的半圆,
如图,当“、2、E三点共线时,/2的值最小,
四边形ABCD是正方形,=NC=90。,
...M是CM的中点,:.CM=2,,BM=<CM。+BC?=小展+4?=2君,
由旋转得:BM=BE,:.ME=6BM=2回,
:.MQ=ME-EQ=2^-lt的值最小为2》记-1.故答案:2如-1.
【点睛】本题考查了正方形的性质,旋转的性质,勾股定理,动点产生的线段最小值问题,掌握相关的性
质,根据题意找出动点的运动轨迹是解题的关键.
例4.(2023,湖南•统考中考真题)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=S,动点P在矩形的边上沿
BfCfDfA运动.当点P不与点A3重合时,将尸沿AP对折,得到:连接8',则在点P的
运动过程中,线段CB'的最小值为.
[答案]Vn-2/-2+Vii
【分析】根据折叠的性质得出*在A为圆心,2为半径的弧上运动,进而分类讨论当点p在BC上时,当点
P在■℃上时,当P在AD上时,即可求解.
【详解】解:•.•在矩形"CD中,AB=2,AD=布,
22
.BC=AD=tAC=ylBC+AB=^7+4=Vil(
如图所示,当点P在3c上时,...4Q=AB=2...e在A为圆心,2为半径的弧上运动,
当A,£,C三点共线时,CB'最短,此时CB'=AC-AB'=血-2,
当点P在℃上时,如图所示,此时
当P在AD上时,如图所示,此时CB'>而-2
综上所述,C2的最小值为JH-2,故答案为:VTT-2.
【点睛】本题考查了矩形与折叠问题,圆外一点到圆上的距离的最值问题,熟练掌握折叠的性质是解题的
关键.
例5.(2023・山东・统考中考真题)如图,在四边形ABCD中,/ABC=/朋。=90。,=5,=4,AD<8C,
点£在线段8c上运动,点厂在线段AE上,ZADF=ZBAE,则线段8F的最小值为.
【分析】设AD的中点为0,以AD为直径画圆,连接°8,设与口°的交点为点/,证明/"弘=9。°,
可知点F在以AO为直径的半圆上运动,当点F运动到与口。的交点人时,线段有最小值,据此求
解即可.
【详解】解:设的中点为O,以为直径画圆,连接08,设与口。的交点为点E',
O
AD
BEc
■.ZABC=ZBAD=90°,..AD//BC,-.ZDAE=ZAEB,
•.•/Ar>E=NBAE,.•.N"A=/ABE=90。,...点F在以AD为直径的半圆上运动,
・•・当点F运动到08与口。的交点少时,线段昉有最小值,
AO=OF'=—AD=2r~^r—
AD=4,2,,;.BO=^5+2-=V29;
8尸的最小值为J西-2,故答案为:A/29-2.
【点睛】本题考查了平行线的性质,圆周角定理的推论,勾股定理等知识,根据题意分析得到点F的运动
轨迹是解题的关键.
例6.(2023•浙江金华•九年级校考期中)如图,点4C,N的坐标分别为(-2,0),(2,0),(4,3),以点C为圆心、
2为半径画□C,点P在nC上运动,连接AP,交DC于点。,点M为线段。尸的中点,连接MN,则线段
的最小值为.
【答案】3
【分析】本题考查了垂径定理,90。的圆周角所对的弦为直径,勾股定理.熟练掌握弦中点,连接圆心与中
点,明确点”的运动轨迹是解题的关键.
如图,连接CM,由垂径定理可得,NQ期=90。,则/在以AC为直径的口。上运动,如图,连接°N交□°
于当O、M、N三点共线时,线段"N的值最小,由勾股定理得,ON=5,根据线段九W的最小值为
MN=ON-OM,计算求解即可.
【详解】解:如图,连接CM,
•・•点M为线段QP的中点,・•,由垂径定理可得,N0WA=9O°,
二叔在以AC为直径的口。上运动,如图,连接ON交口。于
-AC=2
...当。、M.N三点共线时,线段九火的值最小,.口。的半径为2
由勾股定理得,074-。),(3-。)2=5
••・线段MN的最小值为MN=ON-OM=3,故答案为:3.
例7.(2023上•江苏连云港•九年级校考阶段练习)已知矩形ABC2AB=6,JBC=4,尸为矩形ABCD内一点,
且/3PC=135。,若点P绕点A逆时针旋转90。到点。,则尸。的最小值为
【答案】2后-4
【分析】在矩形"CD外,以边8C为斜边作等腰直角三角形ZBOC=90°,再以点。为圆心,OC
为半径作口°,点P为矩形ABCD内一点,且4PC=135。,所以点P在口。的劣弧BC上运动,根据点P绕
点A逆时针旋转90°到点0,所以AP=AQ,NPAQ=90。,则尸Q=J6+A0=血华所以当AP最小时,
°。最小,然后连接A0,交口。于P,此时,AP最小,则尸。也最小,最后过点。作OE'BC于E,OFLAB
交AB延长线于F,利用勾股定理求出。°尸的长,从而求得AP,即可求解.
【详解】解:在矩形骸CD外,以边BC为斜边作等腰直角三角形8℃,ZBOC=90°,再以点o为圆心,
℃为半径作口°,如图,
•••点P为矩形内一点,且N3PC=135。,...点P在口O的劣弧8c上运动,
•・•点P绕点A逆时针旋转90°到点Q,.•.AP=A0,NPAQ=90。,
,pQ=JA产+A。?=®AP,当A尸最小时,PQ,连接AO,交n°于p,此时,AP最小,则尸。也最小,
在RdBOC中,...BC=4,OB=OC,;.OB—OC=2-\/2,OP=OB=2①,
BE=CE=OE=—BC=2
过点。作OE_LBC于E,缈,回交AB延长线于F,;.2,
OE工BC,OF±AB,..ZOEB=ZOFB=90°
...矩形ABCD...ZABC=90°:.NEBF=90°...四边形OEBF正方形,
...BF=OF=OE=2,...AF=AB+BF=6+2=S,
在RtV”O中,由勾股定理,^OA=-JAF2+OF2=782+22=2V17,
...4尸=04_0尸=2旧_20...尸2=血4尸=夜(2折-2旬=2历_4,故答案为:2737-4.
【点睛】本题考查旋转的性质,等腰直角三角形的性质,圆满的性质,勾股定理,作出辅助圆,得出人尸取
最小值的点P位置是解题的关键.
例8.(2023下•陕西西安・九年级校考阶段练习)问题提出:
(1)如图①,在[ABC中,AB=AC,N54C=120。,8c=4#,则AB的长为;
问题探究:(2)如图②,已知矩形ABCD,AB=4,8C=5,点尸是矩形ABCD内一点,且满足/APB=90。,
连接CP,求线段CP的最小值;
问题解决:(3)如图③所示,我市城市绿化工程计划打造一片四边形绿地ABCD,其中A。〃8C,AD=40m,
3C=60m,点E为。边上一点,且CE:DE=1:2,ZAEB=60。,为了美化环境,要求四边形ABCD的面
积尽可能大,求绿化区域ABCD面积的最大值.
图1图2图3
【答案】⑴4;(2)回-2;⑶200073m2
【分析】(1)作AH'BC于点H,利用等腰三角形的性质可得々=30。,BH=26,然后利用锐角三角函
数的知识可求得AB的长;(2)由题意可知,点P在以AB为直径,以AB的中点。为圆心的圆上运动,当0,
P,C共线时,线段CP的值最小,利用勾股定理求出℃的长即可求解;(3)延长AE、BC,相交于点F.由
JCEF^DEA,求出庭=20m,作EG//AD交AB于点G,作AN,3c于点N,交EG于点M,可得
肱V:AM=1:2,设“N=x,AM=2x,求出-丁跖的,所以当所的面积最大时,绿化区域ABCD
的面积最大,求出的面积即可求解.
【详解】(1)如图1,作AH'BC于点H.
nrARBH=-BC=2y/3
..AB=AC,ZBAC=120°,DC=^5^,,ZB=30°,2
AB2.故答案为:4;
(2)如图2,,.・"^=90。,..•点p在以A5为直径,以A5的中点o为圆心的圆上运动,当o,p,c共线
OB=—AB=2;7/—
时,线段CP的值最小.rAB=4,...2,...OC=A/5-+2-=J29,
•••段CP的值最小值=厉-2;
(3)如图3,延长AE、BC,相交于点F.
CFCE
...AD/7BC,...□CEF^DEA,...AD~DEy
V•CE:DE=1:2,AD=40m,•.•CF=20m,,••.8尸=60+20=80m•
作EG〃&£>交A8于点G,作W8C于点N,交EG于点M,
..AD^BC,...AD〃EG〃BC,•;CE:DE=1:2MN:AM=1:2,设MN=无,AM=2x,
则降形BAC»=;x(40+60)•3x=150xSQBEE=万X80-X=40xS梯形ABCO=1S口BEF
.•.当△BM的面积最大时,绿化区域ABC。的面积最大.
当E在的中点时,△BE尸的面积最大.
皿口―,八eBH=FH=~BF=4Qm
连接,0£,交昉于点力则2
■■ZAEB=60°,;,NBE'F=ZBEF=120°,■_ZE'BH=30°_
+.E'HV3,40」
tan30no°=------EH=——x40n=-------m
BH,...33
c_1Qn4073_1600732<_15Qch2
%BE'F=7X80X---=---mS梯形BACD=7S]=2000V3m
,3J,4bef
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,解直角三角形,垂径定理,圆周角定理,相似三角形的判定与性
质,勾股定理等知识,难度较大,属中考压轴题.
课后专项训练
1.(2023・安徽合肥•校考一模)如图,在DABC中,4=45。,AC=2,以AC为边作等腰直角ZUCD,连
BD,则BO的最大值是()
C.2血D.V10+V2
【答案】D
【分析】如图所示,以AC为斜边,在AC右侧作等腰直角口4℃,过点。作°E_LAD交.延长线于E,连
接°。,则NA℃=90。,OC=OA=^2,/Q4c=45。,先证明点B在以。为圆心,血为半径的圆周上运
动(AB右侧),故当点0在线段8。上时,BD最大,再求出0E,的长,进而利用勾股定理求出。。的
长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,以&C为斜边,在AC右侧作等腰直角过点o作交R4延长线于E,
ZAOC=90°,OC=OA=-AC=42
连接°。,.•.2Zft4C=45°,
.../A5C=45。,...点B在以o为圆心,V2为半径的圆周上运动(AB右侧),
・•・当点O在线段8。上时,BD最大,•••□ACD是以AC为边的等腰直角三角形,
...ZCAD=90°,AD=AC=2,.../OAE=45°,...”。石是等腰直角三角形,
AE=OE^—OA^l八;-----7/—
2,...DE=AE+AD=3,在RtZkDOE中,由勾股定理得O£>=,O£=J10,
.••8D的最大值=OO+BO=M+夜,故选D.
【点睛】不能退主要考查了圆外一点到圆上一点距离的最大值问题,勾股定理,等腰直角三角形的性质与
判定,正确作出辅助线确定点B的轨迹是解题的关键.
2.(2023春•广东•九年级专题练习)已知:如图,在中,N3AC=30。,BC=4,14BC面积的最大
值是().
A.8+4&B.8A/3+4C.8BD.8+8出
【答案】A
【分析】作14BC的外接圆n0,连接OBOC,当口ABC的BC边上的高经过点。时,:MBC面积的最大,
此时△0BC是等边三角形,进而即可求解.
【详解】解:作口加。的外接圆□°,连接08OC,当口ABC的5c边上的高经过点。时,口ABC面积的
最大,如图,过点。作ODLBC,并延长°。交口°于点A,连接ABA'C,
℃,...△OBC是等边三角形,
(4+2⑹=8+4指
;/-S.AIRr=—x4x
..ZBOD=30°,OB=OA,=BC=4,.OD=2Y3,2'),故选A.
【点睛】本题主要考查圆周角定理,等边三角形的判定和性质,勾股定理,找出口"C面积的最大时点A
的位置时关键.
3.(2022秋•江苏扬州•九年级校考阶段练习)如图,/是上任意一点,点C在UB外,已知
AB=2,BC=4,4ACD是等边三角形,则△BCD的面积的最大值为()
D
A.473+4B.4C.4石+8D.6
【答案】A
【分析】以BC为边向上作等边三角形3cM,连接。M,证明400/244。3得到。加=43=2,分析出
点D的运动轨迹是以点M为圆心,长为半径的圆,在求出点D到线段3c的最大距离,即可求出面积
的最大值.
【详解】解:如图,以BC为边向上作等边三角形3cM,连接DW,
■.ZDCA=ZMCB=60°,...ZDCA-ZACM=ZMCB-ZACM,即NOCM=NACB,
DC^AC
,ZDCM=ZACB
在ADGW和△ACB中,,MC=BC,.ADCM^AACfi(SAS),DM=J\B=2,
.・•点D的运动轨迹是以点M为圆心,DM长为半径的圆,要使△BCD的面积最大,则求出点D到线段BC的
最大距离,・・•□8CM是边长为4的等边三角形,.•.点M到BC的距离为2百,
I--X4X(2A/3+2)=4A/3+4
•・•点D到8c的最大距离为2J3+2,...△BCD的面积最大值是2'),故选A.
【点睛】本题考查了动点轨迹是圆的问题,解决本题的关键是利用构造全等三角形找到动点D的轨迹圆,
再求出圆上一点到定线段距离的最大值.
4.(2023•山东济南一模)正方形4BCD中,48=4,点E、尸分别是CD、3c边上的动点,且始终满足。E=CF,
DF、4E相交于点G.以NG为斜边在/G下方作等腰直角使得N/〃G=90。,连接8”.则8”的最小值
为()
A.2#)-2B.275+2C.V10-V2D.710+72
【答案】C
OG=-AD=2l
【分析】首先证明NAGD=90。,从而2,再根据NOAG=NHAM,可求M"=j2,可知点H
的运动轨迹为以点M为圆心,MH为半径的圆,从而可求BH最小值.
【详解】解:如图,取AD中点。,连接OG,以A。为斜边作等腰直角三角形AOM,
AM=—AO^s[2
则2,在VADE和中,
AD=CD
ZADE=NDCF
DE=CF,...QADE^DCF(SAS),-ZDAG=ZCDF,
.ZADG+ZCDF=90°,...NADG+ND4G=90。,...ZAGD=90°,
OG=-AD=2
△ADG是直角三角形,...2,•.•口A"G为等腰直角三角形,
...ZOAG+ZGAM=ZHAM+ZGAM,...ZOAGZHAM,
AHMAy/2MH
X...AG-04...AAMH^AAOG,:灰一k,:,MH=^,
.・•点H的运动轨迹为以点M为圆心,MH为半径的圆,
如图,连接BM,交圆M于"',过点M作于点P,
--ZDAE+ZBAH^45°,ZOAG^ZMAH,
ZPAM=AMAH+ZBAH=45°,.-.^APM为等腰直角三角形,
受x0
■■AM=^2,;.AP=MP=2=1,.-,BP=4-1=3,
22
在RzOBPM中,BM=VBP+PM=y/10).BH'=BM—MH'=-\/10—5/2
・•.BH的最小值为-0.故选:c.
【点睛】本题考查最短路径问题,解题的关键是准确构造辅助线,利用三角形相似以及点和圆的知识解决.
5.(2023上,江苏连云港,九年级统考期中)如图,在矩形ABCD中,已知AB=3,BC=4,点P是BC边上
一动点(点P不与点B,C重合),连接”,作点B关于直线A尸的对称点反,连接CM,则CM的最小值
【分析】本题考查圆外一点到圆上一点的最值,轴对称的性质,矩形的性质.连接AM,得到AM=AB=3,
进而得到点以在以点A为圆心,3为半径的圆上,当A,M,C三点共线时,线段CM的长度最小,求出
此时CM的长度即可.解题的关键是确定点反的运动轨迹.
【详解】解:连接4",,••点8和”关于AP对称,==
在以A圆心,3为半径的圆上,,当A,M,C三点共线时,CM最短,
22
VAC=73+4=5;AM=AB=3,CM=5-3=2故答案为:2
6.(2023春•广东深圳•九年级专题练习)如图,点G是口MC内的一点,且N3GC=120。,是等边
三角形,若3c=3,则FG的最大值为.
【答案】2石
【分析】如图,作尸C的外接圆口°,连接°G,OF,OC,过点。作OH'CF于点说明8,F,C,
G四点共圆,求出°尸,利用三角形三边关系可得结论.
【详解】解:如图,作△①7c的外接圆口°,连接°G,OF,OC,过点0作OH,CF于点a.
△3b是等边三角形,...ZBFC=NF8C=60。,CB=CF=3,
・;NBGC=120。,...点G在口友下的外接圆上,...OG=O尸=OC,
3
FH=CH=-
;OHLCF9...2,...ZFOC=2ZFBC=120°,
OF=FH=A/3
...ZOFC=ZOCF=30°,...cos30°,
..FG<OF+OG=2^3,打?的最大值为2道.故答案为:2员
【点睛】本题考查等边三角形的性质,解直角三角形,圆的有关知识等知识,解题的关键是学会添加常用
辅助线,构造辅助圆解决问题,属于中考常考题型.
7.(2023•江苏泰州•九年级专题练习)如图,在矩形ABCD中,AD=10,AB=16,P为8的中点,连接8尸.在
矩形ABCD外部找一点使得N3£C+/3PC=180。,则线段DE的最大值为.
【答案】13+V41/V41+13
【分析】以的中点。为圆心,为半径画圆,可得所画圆是Rt^BCP的外接圆,弦3C右侧圆弧上任
意一点E与BC构成的/3EC,使得四边形3尸CE是圆内接四边形,,可得/3£C+/3PC=180。,连接DO
并延长与圆的交点即为。E的最长距离,作于点H,OH是口PBC的中位线,,根据勾股定理求出。尸
和°。的值,进而可得。E的最大值.
【详解】解:如图,以8尸的中点。为圆心,为半径画圆,
在矩形ABCD中,AD=BC=10,AB=CD=16,,
ZBCP=90°,...所画圆是RtABCP的外接圆,
弦3C右侧圆弧上任意一点E与2C构成的/8EC,使得四边形3PCE是圆内接四边形,
NBEC+ZBPC=180。,连接并延长与圆的交点即为DE的最长距离,
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