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文档简介
专题3最值问题
将此类题的经典情况总结常用结论,为学生提供解题技能,易有解题思路.
线段或线段和差最值按原理分类:
1.定点到定点,线段最短(三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边);厂二
2.定点到定线(动点在定线上运动),垂线段最短;
3.定点A到定圆C(动点B在定圆C上运动)最值,如图,ABi最短,AB2最长.
为了能形成定点到定点、定点到定线或定点到定圆的最值基本型,通常改变线段的位置(形成等线段或比例固定
的线段),一般都是改变线段端点的位置.
变换方式如下:
1.平移:适合双动点,且动点间的距离和方向不变;
2.对称:适合动点在定直线上移动;
3.旋转:适合动点由旋转(或等价于旋转)形成;
4.构造全等:适合双动点分别到不同定点的长度相等;
5.利用中位线(构位似图);
6.利用直角三角形斜边中线等于斜边一半.
思路:从所求的线段或线段和差最值中确定定点、动点,判断最值基本类型或判断需要哪种变换方式转化成最
值基本类型.
类型1•定点到定点,线段最短
1.(构全等一定点到定点)2024辽宁模拟如图,在口ABCD中,AE为BC边上的高,F,G分别为高AE和边CD上的
动点且AF=DG,连接BF,AG.若AB=5,BC=4,/ADC=60。,则BF+AG的最小值为.
思路引导以此题为例分析,助明晰解题思路.
求BF+AG的最小值,B,A是两个定点,F,G是两个动点,且AF=DG,符合双动点分别到不同定点的长度
相等,故可构全等转换边位置求最值.由AF,BF在4ABF中,AG,DG在4ADG中,可构造其中一个三角形的
全等三角形转换边的位置,使BF与AG两个分开的线段形成共端点的线段,然后利用定点到定点,线段最短.
2.(构全等一定点到定点)2024抚顺模拟如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=2a,E是BC边上一动点,F是对角
线BD上一^3点,且BE=DF,连接DE,CF,则DE+CF的最小值为.
3.(平移一定点到定点)如图,四边形ABCD的两条对角线AC,BD互相垂直,AC=4,BD=6,则AD+BC的最小值为
4.(平移对称一定点到定点)|领跑改编|如图,在平面直角坐标系中,点A(-l,3),B(2,4),C(m,m),D(m+l,m+l),
则AC+BD的最小值为
5.(对称一定点到定点)|每领跑改编|如图,在等腰RgABC中,/ACB=9(F,AC=BC=4,E是AC的中点,D是直
线BC上一点,连接AD,把线段AD绕点D逆时针旋转90。得到线段FD,连接CF,EF,则CF+EF的最小值为一
6.(对称一定点到定点)|每领跑改编|如图,在矩形ABCD和矩形CEFG中,AD=2AB=6,E是DC上一点,G是B
C上一点CD=3CE,BC=2CG,M是BC上一动点,连接AM,N是AM的中点,连接ND,N^!jDN-FN的最大值为一
类型2•定点到定线,垂线段最短
7.(旋转一定点到定线)2024沈阳模拟如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,P是对角线AC上的动点,连接DP,:®
直线DP绕点P顺时针旋转使NDPG=/DAC,且过点D作DGLPG,连接CG,则CG的最小值为.
以此题为例分析,助明晰解题思路.
求CG的最小值,C为定点,G为动点,且点G由旋转形成的,此时可借助旋转相似或旋转全等转移CG进
而求最小值.由/DPG=/DAC,四边形ABCD是矩形,可连接BD,BP得到△DGPs,进而得到
GDC,.\BP=CG,再根据“垂线段最短”求得BP的最小值即可.
8.(旋转一定点到定线)如图,C是直线AB外一点,CD,AB,CD=1,E是直线AB上任意一点,连接CE,将线段
CE绕点E顺时针旋转90。,得到线段EF,连接DF,则DF的最小值为.
9.(对称一定点到定线)如图,在等腰△ABC中,AB=AC=5,BC=8,D是BC上一动点,E是AC上一动点,连接AD,
DE,则AD+DE的最小值为.
第7题图第9题图
10.(构全等一定点到定线)如图在△ABC中,BC=6,NACB=120o,E是AC上一动点,D是AB上一动点且AE=
BD,连接CD,过点E作EFLAB于点F,则EF+CD的最小值为.
11.(中位线一定点到定线)如图在RtAABC中,NBAC=9(T,AB=AC=4,D是AC延长线上的一点,CD=2,M是边
BC上的一点(与点B,C不重合),以CD,CM为邻边作口CMND,连接AN并取AN的中点P,连接PM,则PM的最
小值为.
类型3•定点到定圆最值
12.(隐圆、对称一定点到定圆)2024丹东二模如图,在边长为6的正方形ABCD中,E,F分别是BC,CD
上的两个动点(不与端点重合),AE,BF相交于点O,若线段AE与BF始终保持垂直,M是线段CD上的动点,
则BM+OM的最小值为.
以此题为例分析,助明晰解题思路.
ZAOB始终为直角,其所对边AB为定边,取AB的中点G(如图1),则。G=为定值,所以点O在以
点G为圆心,|AB的长为半径的圆上运动.M是CD上一动点作定点B关于CD的对称点H,则BM=,
所以BM+OM的最小值转化为点到定圆G的最小值.
13.(隐圆、对称一定点到定圆)如图,四边形ABCD为矩形,AB=2聒AD=2V2..P为边AB上一点以DP
为折痕将4DAP翻折,点A的对应点为点A:连接AA,交PD于点M,Q为线段BC上一点,连接AQ,MQ,则AQ+MQ
的最小值为.
14.(隐圆一定点到定圆)2022抚顺本溪辽阳中考如图,正方形ABCD的边长为10,G是边CD的中点,E是
边AD上一动点,连接BE,WAABE沿BE翻折得到小FBE,连接GF,当GF最小时,AE的长为.
15.(旋转一定点到定圆)2024大连模拟如图在R3ABC中,NACB=9(T,AB=2,D为线段AB的中点,将线段B
C绕点B顺时针旋转90°,得到线段BE,连接DE,则DE的最大值为—
E3;
/
第]3题图第14题图第15题图
1.如详解如图,过点D作口乂,人口,取口乂=八8=5,连接人乂.GM.ANADM=90。.
ZADC=60°,.\ZMDG=ZADM-ZADC=30°.
•••四边形ABCD是平行四边形,
AD=BC=4,AB=CD,ZABE=ZADC=60°.
•.•AE_LBC,;./AEB=90。.
ABAF=90°-4ABE=30°=乙MDG.
又AB=DM,AF=DG,;.AABF^ADMG.
BF=MG.BF+AG=MG+AG.
根据“两点之间,线段最短二得MG+AG>AM.
.,.BF+AG的最小值为线段AM的长
在RtAAMD中.根据勾股定理,得
AM=<AD2+DM2=V41.
ABF+AG的最小值为V41.
2.4详解如图,延长DA到点G,使DG=DB,连接GF,CG.
:四边形ABCD是矩形,
.AD\\BC,AD=BC=2近,CD=AB=2,ZBXD=:ZGDC=90°.AZGDF=ZDBE.
又DF=BE,DG=BD,ADGF^ABDE./.GF=DE.
;.DE+CF=GF+CF.
根据“两点之间,线段最短;得GF+CFNCG.
••.DE+CF的最小值为线段CG的长.
在RtAABD中,根据勾股定理,得BD=<AB2+AD2=2A/3.
DG=BD=2V3.
在RtACGD中,根据勾股定理彳导CG=y/DG2+CD2=4.
.,.DE+CF的最小值为4.
第2题图
3.2辰详解如图.过点C作CE〃BD,使CE=BD=6,连接DE,AE,设AC交BD于点O.
四边形BCED为平行四边形.
BC=DE.AD+BC=AD+DE.
VACXBD,.".ZAOD=90°.
VCEZ/BD,/.ZACE=90°.
在RtAAEC中,根据勾股定理彳导
AE=VXC2+CE2=2V13.
根据“两点之间线段最短”得AD+DENAE.
AAD+DE的最小值为22VH.
AAD+BC的最小值为:2旧.
4.2遍详解如图,将线段DB平移,使点D与点C重合,设点B平移后的对应点为点B.
.*.B'C=BD..,.AC+BD=AC+B'C.
C(m,m),D(m+l,m+l),B(2,4),AB'(l,3).
设CD所在直线的函数解析式为y=kx+b.
把点(3(111,111)。(111+1,111+1)代入y=kx+b彳导
m+b=m,解出rfc=1
\m+l)k+b=m+1.蝌守%=0.
/.CD所在直线的函数解析式为y=x、
•••点C在直线y=x上运动.
作点A关于直线CD的对称点A1,连接CA',B'A'.
AC=A'C.AC+B'C=A'C+B'C.
根据“两点之间,线段最短",得A'C+B'C>A'B\
A'C+B'C,即AC+BD的最小值为AE的长.
过点A作AEJ_x轴于点F,交直线CD于点E,连接A,E、
ZAFO=90°,AE=A'E,xE=xA=-1.
把x=-1代入y=x彳导y=-1.,E(-1、-1)、
.•.AE=4=A'E.
过点C作CH_Lx轴于点H..\ZCHO=90°.
OH=CH=m.ZCOH=45°.
ZFOE=45°..\ZFEO=45°.
根据对称性彳导4AEC^AA'EC.
•••乙AEC=AA'EC=45°.
ZAEA'=ZAFO=90°..\A,E〃x轴、
=YE=-L%4—=4.
X4,=3.4(3,-1).
BAB
A'B'—(xA'-%,)2+CX-V,)2=2V5.
AAC+BD的最小值为2V5
5.2g详解如图1,连接BF,AF.
根据旋转的性质狷/ADF=9(T,AD=DF.
ZDXF=45°.—=cos45°=—.
AF2
VAABC是等腰直角三角形,/ACB=90。,
ZACD=90°.ZBAC=ZDAF=45°.
—=cos45°=—,^.BAF=^CAD.
AB2
AFD=ABC..I△ABFs△ACD.
・•・ZABF=ZACD=90°.AZCBF=45°.
•••点F在AB的垂线(垂足为B)上运动.
••.在线段CF,EF中.E,C为定点,
如图2,设AB的垂线为1,作点C关于直线1的对称点C,连接EC1,BC.
CF=C'F.CF+EF=C'F+EF.
根据“两点之间,线段最短",得(C'F+EF>EC.
VE是AC的中点,;.CE=\AC=2.
过点E作EGLBC交CB的延长线于点G.AZG=90°.
•,点C,C关于直线1对称,
•••BC=BC=4,ACBF=乙C'BF=45".4CBC'=90°,
.•乙CBG=90°=NG=AACB.
,四边形GBCE是矩形.
,CE=GB=2,GE=BC=4.,GC'=GB+BC'=6.
在RtAECG中根据勾股定理,得EC=在玉+GC'2=2V13.ACF+EF的最小值为2履.
第5题图1第5题图2
6、V10.详解如图,分别取AB,CD的中点H,K,连接HN,HK,CF,CN.
VN是AM的中点,,HN是AABM的中位线.
/.HN/7BM.
四边形ABCD是矩形,AB〃CD,AB=CD,NB=90。.
.•.HB=CK,HB〃CK".四边形HBCK是矩形.
.•.HK〃BC".H,N,K三点共线.
ZHKC=90°=ZHKD,DK=CK,Z.HK垂直平分CD.
;.DN=CN.
VCN-FN<CF,
当DN-FN=CN-FN=CF时,DN-FN有最大值.
"?AD=2AB=6,BC=2CG,AD=BC,
;.CD经AB=3,CG=3.
=CD=3CE,.\CE=1.
四边形CEFG是矩形,,EF=CG=3,ZFEC=90°.
在RtACFE中,根据勾股定理,得
CF=>JCE2+EF2=V10.
/.DN-FN的最大值为V10.
第6题图
7.掘路弓向DCB;APDB;V5
详解如图,连接BP,BD,BD交AC于点E.
:四边形ABCD是矩形,
11
...AB=DC=2,BE=:BD,CE=^ACfAD\\BCfZABC=ZDCB=90°,AC=BD.
:.BE=CE.ZDAC=ZACB=ZDBC.
在RtAACD中,根据勾股定理得AC=BD=^AB2+BC2=2而.
ZDPG=ZDAC,AZDPG=ZDBC.
VDGXPG,ZDGP=ZDCB=90°.AADGP^ADCB.
而DP=D"G的=刖.c;c.n茄DP=而DB=相r=
・•・ZPDB=ZGDC.AAPDB^AGDC.
求出BP的最小值即可得到CG的最小值.
根据“垂线段最短;得当BPXAC时,BP最短.
11
•••S^ABC=#8-BC=-AC•BPt
ABBC4A/54
・••BDPn=------=—,ARCRG=
AC55
8.鱼②解题如图,在DB上取一点G,使DG=CD,连接CG,CF,FG.
•.•CD_LAB,CD=1,;.CD=DG=1,/CDE=ZCDG=90°.
..乙GCD=ZCGD=45°.—=sin45°=—.
CG2
由旋转的性质彳导CE=EF,ZCEF=90°.
・•・ZECF=ZEFC=45°.
.・・匕=in45°=—^ECF=(GCD.
CFS2f
—=—^ECD=Z.FCG.
••CFCGf
:.AECD^AFCG.AZCDE=ZCGF=90°.
...点F在CG的垂线1(垂足为G)上运动,/DGF=45。.根据“垂线段最短”,得DFX1时,DF取得最小值.过点
D作DH_L1于点H.AZDHG=90o.
/.ZGDH=ZDGH=45°.
DH=DG•sin45°=y..-.DF的最小值为y.
9.称详解如图,作点A关于BC的对称点连接AA交BC于点H过点A作AFLAC于点F,连接AD.
AD=A'D,ZAFA'=90°,BC垂直平分AA:
/.AD+DE=A'D+DE,ZAHC=90°,AH=A'H.
根据“垂线段最短”,得AD+DE的最小值为线段AF的长.
AB=AC=5,BC=8,BH=CH=4.
在RtAACH中,根据勾股定理彳导AH=VXC2-CH2=3.
AA'=6,sinzCXH=^=|.
•.•在RtAAA'F中,sin^FAA'="=A'F=—.
115AAr5,5
・・・AD+DE的最小值为y
10.3遍详解如图,过点B作BG〃AC,过点D作DHLBG于点凡过点C作CKLBG于点K.
・•・ZA=ZABG,ZDHB=ZCKB=90°.
•.•EF±AB,.\ZEFA=ZDHB=90°.
又AE=BD,ZA=ZABG,.,.AEFA^ADHB.
EF=DH.EF+CD=DH+CD.
根据“垂线段最短"得DH+CD的最小值为线段CK的长.
VBG/7AC,.*.ZACB+ZCBK=180°.
•,.ZCBK=60o./.CK=BC-sin60°=3V3
.•.DH+CD,即EF+CD的最小值是3V3
第10题图
11.或详解如图,连接CN,取CN的中点E,连接PE,过点C作CFLDN于点F.
1
・•.NE=:NC/CFD=90°.
VP为AN的中点,・・・PE为ZkANC的中位线.
・•・PE\\ACfPE=^AC=2.
•・.四边形CMND是平行四边形,
・•・CM//DN,CD//MN,CD=MN=2.
・・・PE〃MN,PE=MN.
・•・四边形MNEP为平行四边形.
1
PM=NE=-NC.
2
APM的最小值为NC最小值的一半.
根据“垂线段最短"得NC的最小值为FC的长.
PM的最小值为FC长的一半
ZBAC=90°,AB=AC=4,AZACB=45°.
•・・CM〃DN,・・・ZACB=ZD=45°.
・•.FC=CD-sin45°=VX
APM的最小值为与
A
第11题图
12.3旧-3思路引导HM;H
详解:四边形ABCD为正方形、
,/ABC=9(T,AB=BC=6.
VAE与BF始终垂直即/AOB=90。、其对边AB为定边,,取AB的中点G,连接OG、如图.
•••BG=0G=-AB=3.
2
・••点O在以点G为圆心,|AB的长为半径的圆上运动.作点B关于CD的对称点H,连接MH,GHQH.
・・・BM=HM,BC=HC=6.
ABM+OM的最小值为HM+OM的最小值,BH=12.
在RtABGH中,根据勾股定理,得
GH=y/BG2+BH2=3V17.
当点H,M,O共线时,HM+OM最小最小值为OH的长.
XOH>GH-OG,.*.OH>3V17-3.
AOH的最小值为3VT7-3.
.♦.HM+OM,即BM+OM的最小值为:3Vly-3.
-------------------------1
第12题图
13.4a详解如图,作点A关于BC的对称点T,WAD的中点R,连接BT,QT,RT,RM.
AR=DR=近,AQ=TQ,AT=2AB=4A/3.
V四边形ABCD是矩形,,ZRAT=90°.
在RtARAT中,根据勾股定理,得
RT=yjAR2+AT2=5A/2.
,/点A,A关于DP对称,/.AA'XDP./.ZAMD=90°.
,•1AR=RD,RM=-AD—V2
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