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文档简介

专题31最值模型之将军饮马模型

“白日登山望烽火,黄昏饮马傍交河”,这是唐代诗人李顽《古从军行》里的一句诗,由此却引申出一系

列非常有趣的数学问题,通常称为“将军饮马”。

将军饮马问题从本质上来看是由轴对称衍生而来,同时还需掌握平移型将军饮马(即将军遛马、造桥

或过桥),主要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,本专题就特殊的平行四边

形背景下的将军饮马问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。

目录导航

模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)..............................................1

模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)..............................................5

模型3.将军饮马模型(多线段和的最值)................................................9

习题练模型

模型1.将军饮马模型(双线段和的最小值)

条件:A,5为定点,,"为定直线,P为直线加上的一个动点,求4P+RP的最小值。

模型(1)点N、5在直线两侧:模型(2)点4、5在直线同侧:

4

4

•♦■

9B

模型(1)点N、5在直线7M两侧:模型(2)点N、3在直线同侧:

H

图(1)图(2)

模型(1):如图(1),连结/瓦根据两点之间线段最短,NP+3P的最小值即为:线段N3的长度。

模型(2):如图(2),作点/关于定直线机的对称点,,连结/其根据两点之间线段最短,/P+2P的最小

值即为:线段N'8的长度。

模型运用

例1.(2024•陕西西安•一模)如图,在四边形中,AD//BC,AB=BC=4,AD=8,AG=2,

ZABC=90°,£是边CD上的一动点,尸为ZE的中点,则/F+G尸的最小值为.

【答案】275

【分析】本题考查轴对称中最短路线问题,正方形的判定,勾股定理,灵活运用将军饮马模型是解题的关

键.取的中点a连接CH,CG,CF,证明出厂点就是24与NE的交点,四边形BSD是平

行四边形,四边形/8C"是正方形,利用将军饮马模型得到CG是/尸+G尸的最小值,再在Rt^CG”中,

利用勾股定理求出CG即可.

【详解】取4D的中点〃连接瓦7,

AD//BC,二四边形BCD"是平行四边形,且点//为4D的中点,

;•芸=嘤=:,与/E的交点就是/E的中点凡连接CH,

AEAD2

AD//BC,/H=3C,.•.四边形/3CH是平行四边形,

AB=BC=4,乙48c=90。.•.四边形48CH是正方形,C关于38对称,

连接CF,CG,则/尸=CF,,Zb+Gb=CF+Gb2CG,即4F+G尸的最小值为CG的长,

在RSCG“中,CH=AB=4,GH=AH-AG=3-2=2,

由勾股定理,得CG=Jc〃,+G炉="8+2?=2石,故答案为:2曲.

例2.(2024・四川广安・中考真题)如图,在Y/3C。中,AB=4,AD=5,N/2C=30。,点M为直线8c上

一动点,则腿4+MD的最小值为.

【答案】V41

[分析】如图,作A关于直线BC的对称点A',连接A'D交BC于M',则AH=A'H,AHLBC,AM'=A'M',

当M,AT重合时,M4+MD最小,最小值为,再进一步结合勾股定理求解即可.

【详解】解:如图,作A关于直线3c的对称点4,连接力D交3C于AT,则=AHLBC,

=.♦.当重合时,M4+MO最小,最小值为4。,

,?AB=4,ZABC=30°,在Y43CD中,AH=^AB=2,AD//BC,:.AA'=2AH=4,AALAD,

:AD=5,;.4D="2+5?=07,故答案为:“J

【点睛】此题考查了平行四边形的性质,勾股定理,轴对称的性质,求最小值问题,正确理解各性质及掌

握各知识点是解题的关键.

例3.(2024•广东•二模)如图,菱形48co的一条对角线ZC=46,ADAB=60°,尸是对角线/C上的一

个动点,E,尸分别为边DC的中点,则PE+PF的最小值是()

A.2B.2gC.4D.4也

【答案】C

【分析】作点E关于直线/C的对称点G,连接尸G,根据轴对称的性质可知尸E+尸尸=PF+PG,证明四

边形/GFD为平行四边形,尸E+尸尸=AG=/。为最小值,再求出菱形48co的边即为尸E+尸尸的最

小值.

【详解】解:如图,连接8D,交4c于K,

•.•菱形/3C。,AB//CD,AB=CD=AD,KA=KC=26AC1BD,

,:NDAB=60°,ZDAC=30°,:.AD=2DK,

AD2-DK2=12>DK=2,AD=4,

作点£关于直线/C的对称点G,连接尸G,:.PE+PF=PF+PG,

•点E为边NO上的中点,则点G也为边的中点,

当点P、G、F在一条直线上时,PE+尸尸有最小值,

连接FG交/C于P,.•.当P,P重合时,PE+尸尸=bG为最小值,

为。的中点,二。9=/G,.,.四边形NGED为平行四边形,

FG=AD=4,;.PE+尸尸的最小值是4,故选:C.

【点睛】本题考查了轴对称中的最短距离问题、菱形的性质、平行四边形的判定与性质,勾股定理的应用,

学会利用轴对称的性质解决最短距离问题是解答本题的关键.

例4.(2024•河南洛阳•模拟预测)如图,在扇形BOC中,/BOC=60。,OD平分/BOC交前于点、D,点、E

为半径03上一动点.若阴影部分周长的最小值为2行+?,则扇形的半径08的长为.

【答案】2

【分析】本题主要考查扇形周长的计算,轴对称最短路径的计算方法,掌握扇形弧长的计算方法,轴对称

求最短路径的方法是解题的关键.根据题意可求出ZCOD=ZBOD=30°,作点D关于OB的对称点D',可

得C。'最小,则扇形周长最小,由此即可求解.

(详解]解:OD平分NBOC,NBOC=60°,NCOD=ZDOB=30°,

.AC)。TTVI—TT

设扇形的半径OC=O8=r,.•.心的长为:募x2万r=/,阴影部分的周长最小为2a+f,

36063

如图所示,作点。关于08的对称点。,连接CZ)'与08交于点E,此时,C£+£O=CE+£D'=CD'的值

最小,即阴影部分的周长最小,

/.NC0D'=ZCOB+ZBOD'=90°,:.CD'=41r,

即警+后厂=2应+£,解得,,・=2,故答案为:2.

63

模型2.将军饮马模型(双线段差的最大值)

条件:A,5为定点,胆为定直线,尸为直线/上的一个动点,求|4PdP|的最大值。

模型(1):点N、3在直线/»同侧:模型(2):点4、5在直线加异侧:

•m*B

模型(1):如图(1),延长48交直线机于点P,当/、及P不共线时,根据三角形三边关系,有:\P'A-P'B\

<AB,当/、B、P共线时,有屈故-尸岗刍瓦即|/P-8P|的最大值即为:线段48的长度。

模型(2):如图(2),作点3作关于直线力的对称点3‘,连接交直线加于点P,此时必=?"。

当“、B、P不共线时,根据三角形三边关系,有:|尸'/-尸冽=『'/-尸'8'|</8',

当/、B、尸共线时,有|F4-P8|=|口-尸斤|=/夕,故|以-尸2|9夕,即|/PAP|的最大值即为:线段的长度。

模型运用

例1.(2024•河南南阳•一模)如图,已知△/2C为等腰直角三角形,AC=BC=6,ZBCD=15°,尸为直线

CO上的动点,则|E4一尸2|的最大值为.

【答案】6

【分析】作A关于CD的对称点A',连接A'B交CD于P,则点P就是使|0-尸"的值最大的点,|刃-尸8|=©8,

连接©C,根据等腰直角三角形的性质得到/C42=/4BC=45。,ZACB=90°,根据角的和差关系得到N

ACD=75。,根据轴对称的性质得到4C=/C=8C,ZCA'A=ZCAA'=15°,推出A/BC是等边三角形,根据等

边三角形的性质即可得到结论.

【详解】如图,作/关于C。的对称点4,连接43并延长交。延长线于点P,则点P就是使|巴-尸刈的

值最大的点,\PA-PB\=A'B,连接4C,

:)SC为等腰直角三角形,AC=BC=6,;./C/8=//8C=45°,乙4cB=90。,

•.•/BCD=15。,;.Z4a>=75。,:点/与/关于CD对称,

:.CD±AA',AC=A'C,ZCA'A-ZCAA',:.ZCAA'^15°,

':AC=BC,:,A'C=BC,ACA'A=ZCAA'^15°,:.NACA'=150°,

VZACB=90°,:.ZA'CB=60°,△H8C是等边三角形,:.AB=BC=6.故答案为:6

A

【点睛】此题主要考查轴对称-最短路线问题,等腰直角三角形的性质,等边三角形的判定和性质,正确的

作出图形是解题的关键.

例2.(2024•陕西渭南,二模)如图,在菱形/BCD中,£为48边中点,而点尸在DC边上,尸为对角线NC

所在直线上一动点,已知/B=8,DF=2,且N4BC=60。,则户尸-尸囿的最大值为.

【答案】26

【分析】本题考查菱形的性质,轴对称中最值问题,勾股定理.取的中点G,连接尸G,易得PG=PE,

故卢尸一PE|=|尸尸一PG|4尸G,即当月,。1共线时,户尸一尸£|=FG最大,作W/O于H,先后求出

HD,HF,GH,最后用勾股定理求尸G即可.

【详解】解:如图,取的中点G,连接尸G,;四边形/BCD是菱形.-2G=

AG=AE

在AAPG和VAPE中<NGAP=ZEAP:.AAPG为4PE(SAS)PG=PE

AP=AP

连接FGA\PF-PE\^\PF-PG\<FG当'G)共线时,|尸尸一所|=以?最大,图中尸,处

作于"ND=NB=60°NDFH=30。:.HD=^DF=1■-FH=yj2,2-I2=亚

,:GD=;AD=4:.GH=4-1=3...FG=^GH2+FH2=273.即户尸一所|的最大值为2G.

例3.(23-24八年级下•山东聊城•期中)如图,在正方形48。中,48=8,/C与AD交于点。,N是A0

的中点,点M在8c边上,且反欣=6.尸为对角线BD上一点,则尸A1-PN的最大值为

A

B

【答案】2

【分析】本题考查了正方形的性质,平行线分线段成比例定理,等腰直角三角形的判定与性质,最值问题

等,熟练掌握和灵活运用相关知识是解题的关键.以8。为对称轴作N的对称点N',连接尸N',根据对称

性质可知,PN=PN',由此可得尸M-PN'WAW,当三点共线时,取“=",此时即的值

最大,由正方形的性质求出/C的长,继而可得ON'=ON=2亚,AN'=60再证明要=嘲=:,可

BMAN3

得N'M〃AB,NCMN'=90。,判断出△N'C"为等腰直角三角形,求得长即可得答案.

【详解】解:如图,以8。为对称轴作N的对称点N',连接尸N',

根据轴对称性质可知,PN=PN::.PM-PNYMN',当三点共线时,取“=”,

•.•在正方形/BCD中,AB=BC=CD=AD=8,ZABC=ZBCD=ZCDA=ZDAC=90°,

AC=4iAB=8亚,为/C中点,:.AO=OC=4也,

为CM中点,,ON=2尬,AON'=ON=2y/2,AN'=6A/2)

CMCN'1

*.*BM=6,CM=AB—BM=8—6=2,-----==—,

BMAN'3

rrr

NM//AB,:.ZCMN=ZCBA=90°fVZMCN=45°,

.♦.△N'CM为等腰直角三角形,;.CM=N'N=2,故答案为:2.

模型3.将军饮马(多线段和的最值模型)

模型(1):两定点+两动点

条件:A,B为定点,在直线股、〃上分别找两点P、Q,使7M+PQ+QB最小。

两个点都在直线外侧(图1-1);内外侧各一点(图1-2);两个点都在内侧(图1-3)

图1-1图1-1图2

模型(2):一定点+两动点

条件:如图2,A为定点,在直线"八"上分别找两点P、Q,使三角形NP0的周长C4P+P0+24)最小。

模型(1-1)(两点都在直线外侧型)

如图(1-1),连结/民根据两点之间线段最短,P4+PQ+”的最小值即为:线段的长度。

模型(1-2)(直线内外侧各一点型)

如图(1-2),作点B关于定直线n的对称点",连结AB,,根据对称得到:QB=QB故PA+PQ+QB=PA+PQ+QB

根据两点之间线段最短,川+尸0+。2的最小值即为:线段N2’的长度。

模型(1-3)(两点都在直线内侧型)

如图(1-3),作点3关于定直线力的对称点3作点/关于定直线机的对称点连结/3’,

根据对称得至I:QB=QB,,PA=PA',PA+PQ+QB=PA'+PQ+QB),

根据两点之间线段最短,以+尸0+。5的最小值即为:线段/皮的长度。

模型(2):如图(2),作点/分别关于定直线加、〃的对称点/'、连结/区

根据对称得至I:QA=QA,,PA=PA",PA+PQ+QA=PA"+PQ+QA

再利用“两点之间线段最短“,得到我+尸。+0/的最小值即为:线段/,N”的长度。

模型运用

例1.(2023・四川广元•一模)如图,已知正方形48co边长为3,点£在边上且BE=1,点P,。分别

是边BC,的动点(均不与顶点重合),当四边形NEPQ的周长取最小值时,四边形/£尸。的面积是()

【答案】B

【分析】作E关于的对称点E,,点N关于DC的对称点H,连接四边形/Q。的周长最小,根

据S四边物£户°=S正方形ABCO—SAW。-SA_PC°—SABEP,即可解.

【详解】解:如图1所示,作£关于8C的对称点灯,点/关于DC的对称点4,连接HE"四边形/E尸。

的周长最小,

AD=A'D=3,BE=BE'=1,/.AA=6^AE'=4-

VDQ//AE',。是/H的中点,.是△44'£'的中位线,

ADQ=^AE'=2,CQ=DC-CQ=3-2=1,VBP//AA',:.ABE'P^/\AE'A',

.BP_器,即野BP卷CP=BC_BP=3.:3

「AAf2

S四边feiEPg=$正方形/seo-SAADQ-SAPCQ-SABEP=9_3AD,DQ_3CQ-CP--BE-BP

=9——x3x2——xlx------xlx—=—,故选:B.

222222

【点睛】本题主要考查了正方形的性质,轴对称的性质,三角形相似的判定和性质,中位线的性质,三角

形面积的计算,解题的关键是作出辅助线,找出四边形NE尸。的周长最小时,P、。的位置.

例2.(2022•山东泰安・中考真题)如图,44。3=30。,点四、N分别在边CU、02上,且(W=3,ON=5,

点尸、0分别在边08、CM上,则"尸+PQ+QN的最小值是(

C.V34-2D.V35-2

【答案】A

【分析】作加■关于OB的对称点M',作N关于OA的对称点N',连接M'N',即为〃P+PQ+0N的最小值;

证出AONV为等边三角形,△0MW为等边三角形,得出/MOAf=90。,由勾股定理求出MW即可.

【详解】解:作M关于的对称点作N关于04的对称点M,如图所示:

连接M'N',即为MP+PQ+QN的最小值.

根据轴对称的定义可知:ON'=ON=5,OM'=OM=3,NNOQ=NMQB=30。,

:.ZN0N'=6Q°,ZMOM'=6Q°,,△ONV为等边三角形,为等边三角形,

:./NOM'=90°,.•.在RtAWOM中,M'N'=^+=734.故选:A.

【点睛】本题考查了轴对称-最短路径问题,根据轴对称的定义,找到相等的线段,得到等边三角形是解题

的关键.

例3.(23-24九年级上•陕西汉中•期中)(1)如图①,在RtZX/BC中,48=90。,AB=3,BC=4.若点产

是边/C上一点.则5P的最小值为.(2)如图②,在RtZsASC中,D5=90°,AB=BC=2,点E是

8C的中点.若点尸是边/C上一点,求必+PE的最小值.(3)公园内有一条四边形48co型环湖路,如

图③.若2000米,CD=1000米,4=60。,Z5=90°,ZC=150°.为满足市民健身需求,现要修一

条由CE,EF,尸C连接而成的步行景观道,其中点E,尸分别在边48,AD1..为了节省成本,要使所修

的这条步行景观道最短,即CE+EF+FC的值最小,求此时3E,。下的长.(路面宽度忽略不计)

图①

12

【答案】(1)y;(2)P8+PE的最小值为右;(3)3E的长为500米,。厂的长为1000米

【分析】(1)过8作于尸,由垂线段最短可知,BPL/C时,5尸的值最小,由面积法即可求解;

(2)作E关于直线/C的对称点£,连接C£,EE',PE',BE'交AC于P,由E,夕关于直线/C对称,

N/QPB+PE=PB+PE'ZBE',当3,P,£共线时,此时P8+PE最小,最小值为BE'的长度,根据

NB=90°,/B=8C=2,点E是8c的中点,可得CE=CE'=1,NBCE'=90。,再用勾股定理可得答案;

(3)作C关于/。的对称点连接DM,CM,CM交AD于H,作C关于4B的对称点N,连接3N,

延长DC,交于G,连接NG,连接血W交45于£,交AD于F,由C,N关于48对称,C,M关于4D

对称,CE=NE,CF=MF,当N,E,F,M共线,CE+EF+CF最小,根据//=60。,ZABC=90°,

/BCD=150°,可得/4DC=60。,ZMCD=ZCMD=30°,即得ZW=500米,CH=MH=5006米,

C"=iooo6米,由ZADC=60。,ZA=60°,知△/OG是等边三角形,从而CG=OG-CO=1000米,同

理可得CG=NG=1000米,ZBNG=ZBCG=30°,即得BG=;CG=500米,BC=BN=回6=5QQ0米,

BN

故CN=1000/■米=CM,知ZCNM=2CMN=30。,在■中,8E=o=50。米,在RMA田F中,

尸〃=等=500米,即得£)尸=阻+。〃=1000米.

【详解】解:(1)过3作8尸,NC于P,如图:

p

4上『飞乜7"

BCBEC(jcD

由垂线段最短可知,BP时,:/ABC=90。,48=3,AAC=^AB2+BC2=5,

-.'SAABC=^ABBC=^ACBP,••.BP=—=?;故答案为:y;

(2)作E关于直线/C的对称点El连接CE',EE',PE',BE'交4c于P,如图:

,:E,£'关于直线/C对称,:.PE=PE',:.PB+PE=PB+PE'>BE',

当B,P,共线时,PB+PE最小,最小值为BE'的长度,

VZ5=90°,AB=BC=2,:.ZACB^45°,:点£是BC的中点,:.CE=1,

,:E,夕关于直线/C对称,AZACE'=ZACB=45°,CE=CE'=1,:.ZBCE'=90°,

在Rt^BCE'中,BE'=^BC2+CE'2=7F+17=V5-•••P5+PE的最小值为石;

(3)作C关于AD的对称点M,连接DM,CM,CM交AD于H,作C关于AB的对称点N,连接BN,

延长DC,48交于G,连接NG,连接儿W交NB于E,交于尸,如图:

,由C,N关于45对称,C,M关于对称,

CE=NE,CF=MF,:.CE+EF+CF=NE+EF+MF>MN,

当N,E,F,〃共线时,此时CE+EF+CF最小;

V=60°,ZS=90°,ZC=150°,Z.ZADC=60°,

•:C,M关于对称,ZMDH=ZCDH=60°,ZCHD=ZMHD=90°,

NMCO=NC〃D=30。,...£)//=;CD=500米,由勾股定理得=50()6米,;•CM=2CH=10006米,

*/ZADC=60°,ZA=60°,,Zi/OG是等边三角形,,Z)G=4D=2000米,,CG=DG-CO=1000米,

VZBCD=150°,:.ZBCG=30°,VC,N关于对称,:.C,B,N共线,ABNG=ABCG=30°,

5G=;CG=500米,由勾股定理得米,ZCNM=NCMN,

VZ5CZ>=150°,NMCD=30。,:.ZNCM=120°,:.ACNM=ZCMN=30°,

在Rt^BNE中,8£=丝=50喧=500(米),在中,尸〃=翠=驾亘=500(米),

V3V3V3y]3

:.DF=FH+DH=500+500=1000(米),答:8E的长为500米,Db的长为1000米.

【点睛】本题是四边形综合题,考查了直角三角形性质,勾股定理,解直角三角形,等边三角形的判定和

性质,轴对称的性质等,解题的关键是作对称,根据两点之间线段最短解决问题.

习题练模型

1.(2024・河南周口•一模)如图,正方形48co中,点M,N分别为AB,3c上的动点,且W=6N,DM,

NN交于点E,点F为AB的中点,点尸为8c上一个动点,连接PE,PF.若48=4,贝1]尸E+P/的

最小值为()

9

A.VW-1B.2屈-2C.5D.

2

【答案】B

【分析】先根据SAS得皿进而可得乙4即=90,由此可得£点的运动轨迹在是以为直径

的圆上.延长48至尸使3尸=3尸,得尸与尸关于直线8C对称.连接。尸交3c于尸点,交圆。于£点,

则PE+PF=PE+PP=OP-OE,此时PE+尸尸的值最小,根据勾股定理求出。尸的长,即可得尸E+尸尸的

最小值.

【详解】•.•/8。。是正方形,,。/=。8,ZDAM=ZABN=90°,

又一;AM=BN,:.ADAM^^ABN(SAS),ZADM=ZBAN,

又;ND4E+/BAN=9Q°,:.NDAE+N4DM=9。°,:./AED=90°,

点在以为直径的圆上运动.设的中点为。,则R=2,

延长AB至F'使BF'=BF,则尸'与尸关于直线BC对称,

连接。尸交8c于尸点,交圆。于£点,则PP=P尸,PE+PF=PE+PF'=OF'-OE,

止匕时P、E、F三点共线,因此PE+P厂的值最小.在RtH?4尸'中,0A=2,4F'=4+2=6,

二。b'=亚行=2而,:.OF'-OE=2y/10-2,+的最小值为2加一2,故选:B.

【点睛】本题是一道动点问题和最值问题的综合性题目,考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、

直径所对圆周角等于90度、轴对称的性质.找出E点的运动轨迹是解题的关键.

2.(2024•山东泰安・二模)如图,在矩形/3C。中,48=6,4。=5,点£是/£)边的点,ED=3,点/是

线段CD上一点,连接E尸,以EP为直角边作等腰直角AEFG,尸G为斜边,连接/G,则NG+EG的最小

值为()

C.—D.375

2

【答案】B

[分析]过点G作,AD于H,则可证明NEDF^GHE,得G"==3;取中点。,则4。=;48=3,

则点G在直线OG上运动,连接3G,则BG=/G,AG+EG=BG+EG,当E、G、8三点共线时BG+EG

最小,从而/G+EG最小,由勾股定理即可求得最小值.

【详解】解:如图,过点G作G",4D于",贝!]NG/ffi=90°,:.NGEH+NEGH=90°;

■■■四边形ABCD是矩形,;.ND=ZDAB=90°,vZFEG=90°,:.ZDEF+NGEH=90°,,ZDEF=ZEGH;

vEF=EG,...VED尸会VGHE(AAS),:.GH=DE=3;

取中点O,连接GO,则/。=工48=3,.•.G〃=/O=3,四边形/AGO是平行四边形,

2

•.•/ZMB=90。,.•・四边形/"GO是矩形,则点G在直线OG上运动;

连接BG,则GO垂直平分/B,:.BG=AG,AG+EG=BG+EG,

当£、G、8三点共线时8G+EG最小,从而NG+EG最小,

QAE=AD-DE^2,则由勾股定理BE=JAE?+AB°=4^^=2屈,即/G+EG的最小值为2M.

【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,矩形的判定与性质,线段垂直平分线的性质,勾股定理,

确定点G运动的路径是解题的关键.

3.(2022•内蒙古赤峰•统考中考真题)如图,菱形/BCD,点A、B、C、。均在坐标轴上,ZABC=120。,

点/(-3,0),点E是CD的中点,点P是OC上的一动点,则PO+PE的最小值是()

A.3B.5C.272D.|G

【答案】A

【分析】直线4C上的动点尸到£、。两定点距离之和最小属“将军饮马”模型,由。关于直线/C的对称点

B,连接BE,则线段8E的长即是尸。+PE的最小值.

【详解】如图:连接:菱形N3C。,...B、。关于直线/C对称,

直线AC上的动点P到E、D两定点距离之和最小

根据“将军饮马,,模型可知BE长度即是PD+PE的最小值.,

:菱形NBCD,ZABC=120。,点N(-3,0),;./6758=60。,/。/。=30。,OA=3,

/.OD=5AD=DC=CB=2G,丛CDB是等边三角形;.BD=2百

:点E是的中点,,OE=gcO=百,且:•BE7BD°-DE?=3故选:A.

【点睛】本题考查菱形性质及动点问题,解题的关键是构造直角三角形用勾股定理求线段长.

4.(2023・辽宁盘锦•统考中考真题)如图,四边形/BCD是矩形,AB=4lQ,/。=4五,点尸是边ND上

一点(不与点4,D重合),连接PC.点、M,N分别是PB尸C的中点,连接九W,AM,DN,点、E

A.2月B.3C.372D.472

【答案】C

【分析】根据直线三角形斜边中线的性质可得/加=工8尸,DN=\CP,通过证明四边形ACWE是平行四

22

边形,可得ME=DN,则/屈+〃£=/屈+。"=;(3尸+。尸),作点。关于直线/。的对称点“,贝1J

BP+CP=BP+PM,氨B,P,"三点共线时,5尸+尸”的值最小,最小值为AW.

【详解】解::四边形4BCD是矩形,,/A4P=/C7)尸=90。,AD//BC,

•・•点M,N分别是尸8,尸C的中点,.IDN=-CP,MN=-BC,MN//BC,

222

AD//BC,MN//BC,:.MN〃BC,又;ME〃DN,四边形是平行四边形,

:.ME=DN,AM+ME=AM+DN=g(BP+CP),

如图,作点C关于直线4D的对称点M,连接尸M,BM,则AP+CP=8P+PN,

BP+PM的值最小,最小值为9/,

在中,MC=2CD=2AB=2如,BC=AD=4垃,

BM=ylBC2+MC2=J(4@2+(2A/10)2=6立,

/M+及ffi■的最小值=g8M=3收,故选C.

【点睛】本题考查矩形的性质,直线三角形斜边中线的性质,中位线的性质,平行四边形的判定与性质,

轴对称的性质,勾股定理,线段的最值问题等,解题的关键是牢固掌握上述知识点,熟练运用等量代换思

想.

5.(2023・安徽•统考中考真题)如图,E是线段48上一点,V4DE和ABCE是位于直线48同侧的两个等边

三角形,点尸,尸分别是C2/B的中点.若/8=4,则下列结论错误的是()

A.P/+PB的最小值为3月B.PE+P厂的最小值为2石

C.ACDE周长的最小值为6D.四边形4BCD面积的最小值为3K

【答案】A

【分析】延长则A/80是等边三角形,观察选项都是求最小时,进而得出当E点与尸重合时,则

。,己厂三点共线,各项都取得最小值,得出B,C,D选项正确,即可求解.

【详解】解:如图所示,延长AD,8C,依题意/。/。=/0氏4=60。;.“20是等边三角形,

•.•尸是CD的中点,:.PD=PC,,:ZDEA=ZCBA,:.ED//CQ

:.APQC=APED,ZPCQ=ZPDE,:.APDE2PC。:.PQ=PE,

.♦.四边形。EC。是平行四边形,则尸为E0的中点,如图所示,

设AQ,BQ的中点分别为G,H,则GP=^AE,PH=;EB

...当E点在48上运动时,尸在G8上运动,当瓦点与尸重合时,^AE=EB,

则。,尸,尸三点共线,尸尸取得最小值,止匕时/E=£3=g(/E+£B)=2,

则八")£丝ZXECB,C,。到48的距离相等,则CD〃/8,

此时p尸=@40=百此时V/DE■和ABCE的边长都为2,则4P,P3最小,

2

:.PF=与乂2=拒,•••PA=PB=^22+(V3)2=g:.PA+PB=2g,

或者如图所示,作点8关于曲对称点",则尸8=尸8',则当4P,夕三点共线时,AP+PB=AB'

此时AB'=JAB?+BB'=J42+(2班y=2"故A选项错误,

根据题意可得尸,。/三点共线时,P尸最小,止匕时尸£=P尸=百,则尸£+尸尸=2百,故B选项正确;

^CDE^^CD+DE+CE^CD+AE+EB=CD+AB=CD+4,即当CD最小时,ACDE周长最小,

如图所示,作平行四边形GDMH,连接CM,

ZGHQ=60°,ZGHM=ZGDM=60°,则ZCHM=120°

如图,延长DE,HG,交于点N,则/NGD=N0G"=60。,ANDG=ZADE=60°

△NGD是等边三角形,:.ND=GD=HM,

ZNPD=ZHPC

在ANPD与△HPC中,,/N=ACHP=60P:.&NPDm&HPC

PD=PC

:.ND=CH:.CH=MH:.AHCM=NHMC=30°

CM//QF,则CM1DM,:.ADMC是直角三角形,

在△CO/中,DC>DM.*.当DC=DA/'时,ZX?最短,DC=GH=-AB=2

2

VCD=PC+2PC:.ACDE周长的最小值为2+2+2=6,故C选项正确;

•••ANPD乌AHPC:.四边形/BCD面积等于S,QE+S.EBC+'=S.如+S平行四边NE8H

・•・当△BG。的面积为0时,取得最小值,此时,QG重合,C,〃重合

.•.四边形”CD面积的最小值为3x1x22=3/,故D选项正确,故选:A.

4

【点睛】本题考查了解直角三角形,等边三角形的性质,勾股定理,熟练掌握等边三角形的性质,得出当E

点与F重合时得出最小值是解题的关键.

6.(2023•广东广州•统考中考真题)如图,正方形/BCD的边长为4,点E在边3c上,且5E=1,尸为对

角线5。上一动点,连接CF,EF,则CF+E尸的最小值为.

【答案】V17

【分析】连接ZE交于一点尸,连接CF,根据正方形的对称性得到此时CF+EV=/E最小,利用勾股

定理求出NE即可.

【详解】解:如图,连接NE交AD于一点R连接CF,

•..四边形48co是正方形,.•.点N与点。关于对称,4F=CF,

CF+EF=AF+EF^AE,此时CF+EF最小,

:正方形48CD的边长为4,二NO=4,N/8C=90。,:点£在上,且BE=1,

/.AE=^AB2+BE2=74?TF=V17-即CF+EF的最小值为旧故答案为:后.

【点睛】此题考查正方形的性质,熟练运用勾股定理计算是解题的关键.

7.(2024•陕西宝鸡•二模)如图,点。是矩形的对称中心,点P,0分别在边4D,BC上,且尸0经

过点O,48=6,4P=3,3c=8,点£是边48上一动点.贝UAEP。周长的最小值为.

【分析】本题考查了矩形的性质,勾股定理,线段和的最小值计算;作尸关于的对称点P,连接尸'0,

交AB于E,连接PE,则尸E+QE的最小值为尸。,证明出周长的最小值为尸'0+尸。,作PF_LBC

于尸,PH工BC于H,利用勾股定理求出尸'。和P。即可.

【详解】解:如图,作P关于N3的对称点P,连接尸'0,交AB于E,连接PE,

P'E=PE,,尸E+QE的最小值为尸'0,,血1。周长的最小值为尸'0+P0,

作尸户_L3C于尸,PH工BC于H,•1-AP=3,P'A=3=FB,

••,点O是矩形ABCD的对称中心,经过点。/尸=CQ=3

V5C=8,BQ=5,FQ=8,P'F=AB=6,...尸'。=10,

•:PH=AB=6,HQ=5-3=2,:.PQ=2回,二亚。周长的最小值为10+2厢.

8.(2024・陕西渭南•二模)如图,在四边形中,NBAC=NBAD=68,ZACB=ZADB=90°,BC=6,

连接C。、AB交于点。,点E为4B上一动点,连接CE,点尸为CE的中点,连接。尸、DP,则。P+。尸的

最小值为.

【答案】6

【分析】本题考查全等三角形、等边三角形的性质和判定、轴对称最短路径问题,找到对称点转化线段是

解题关键.

过点P作的平行线分别交/C、BC于点、M、N,由点E为NB上一动点,点P为线段CE的中点可得到

点P在线段九W上运动,MV为“3C的中位线,求证用等腰三角形“三线合一”证明

ABLCD,所以MV_LCD,即点C与点。关于MN对称,所以。尸+OP=DP+CP2C。,同时证明△BCD

是等边三角形,CD=BC=6,即。P+DP的最小值为6.

【详解】解:过点尸作〃/2分别交/C、3C于点M、N,

;点、E为AB上一动点点尸为线段CE的中点.•.点P在线段跖V上运动,且跖V为。BC的中位线,

ZACB=ZADB

•:在AABC和八ABD中<NBAC=ABAD=60P,:.AABC为ABD(AAS),

AB=AB

:.BC=BD,AABC=NABD=90°-60°=30°,;.ABLCD,ZCBD=60°,

:.MNLCD,△BCD是等边三角形,.•.点C与点。关于MV对称,DP+OP=DP+CP>CD,

又CD=BC=6:.OP+DP的最小值为6.

B

9.(2024・陕西商洛•三模)如图,点。为正方形4BCD的对称中心,点E为AD边上的动点,连接OE,作

OFLOE交CD于点F,连接斯,尸为好的中点,G为边CD上一点,且CZ)=4CG=8,连接尸/,PG,

则PA+PG的最小值为.

【答案】2岳

【分析】如图,连接04OD,由题意知,ZOAE=ZODF=45°,ZAOD=90°,OA=OD,由

ZAOE=ZAOD-ZDOE,NDOF=/EOF-NDOE得,ZAOE=ZDOF,证明A/OE丝AOOF(ASA),则

OE=OF,AEO尸是等腰直角三角形,由尸是EF中点,则OP_LEF,NO尸尸=90°,ZPFO=45°=ZPOF,

如图,过。作(W_L4D于过。作CW_LCZ)于N,由/OPP+NGWF=18O5,可知O,P,F,N四点

共圆,由而=而,可得NPNF=NP。尸=45°,进而可得尸在线段儿W上运动,如图,延长儿W,作点A关

于MN对称的点/,过/作A'HLCD于H,连接/G交MN于p,连接AP,由题意知DH=A'H=^AB=4,

A'P'=AP>且/尸'+P'G=4P'+P'G,可知当/,P\G三点共线时,4P'+P'G值最小,在Rb/G〃中,

由勾股定理得,AG=^AH2+HG2-计算求解/G的值即可.

【详解】解:如图,连接。4OD,

由题意知,^OAE=ZODF=45°,ZAOD=90°,OA=OD,OFLOE,:.AEOF=90°=ZAOD,

":Z

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