最新中考数学最值问题
2024年中考数学常见几何模型最值模型之瓜豆模型(原理)圆弧轨迹型

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1-1. 如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,Q为AP中点.Q点轨迹是?如图,连接AO,取AO中点M,任意时刻,均有△AMQ∽△AOP,QM:PO=AQ:AP=1:2.则动点Q是以M为圆心,MQ为半径的圆。
模型1-2. 如图,△APQ是直角三角形,∠PAQ=90°且AP=k⋅AQ,当P在圆O运动时,Q点轨迹是?如图,连结AO,作AM⊥AO,AO:AM=k:1;任意时刻均有△APO∽△AQM,且相似比为k。
则动点Q是以M为圆心,MQ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,但AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,则动点P是以A圆心,AB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,AB为定值,∠APB=90°,则动点P是以AB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,AB为定值,∠APB为定值,则动点P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。
1(2023·山东泰安·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,Rt△AOB的一条直角边OB在x轴上,点A的坐标为(-6,4);Rt△COD中,∠COD=90°,OD=43,∠D=30°,连接BC,点M是BC中点,连接AM.将Rt△COD以点O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.62-4C.213-2D.22(2023·四川广元·统考一模)如图,线段AB为⊙O的直径,点C在AB的延长线上,AB=4,BC=2,点P是⊙O上一动点,连接CP,以CP为斜边在PC的上方作Rt△PCD,且使∠DCP=60°,连接OD,则OD长的最大值为.3(2023·四川宜宾·统考中考真题)如图,M是正方形ABCD边CD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BQ,连接MQ.若AB=4,MP=1,则MQ的最小值为.4(2023·湖南·统考中考真题)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=7,动点P在矩形的边上沿B→C→D→A运动.当点P不与点A、B重合时,将△ABP沿AP对折,得到△AB P,连接CB ,则在点P的运动过程中,线段CB 的最小值为.5(2023·山东·统考中考真题)如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠BAD=90°,AB=5,AD=4,AD< BC,点E在线段BC上运动,点F在线段AE上,∠ADF=∠BAE,则线段BF的最小值为.6(2023·浙江金华·九年级校考期中)如图,点A,C,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⊙C上运动,连接AP,交⊙C于点Q,点M为线段QP的中点,连接MN,则线段MN的最小值为.7(2023上·江苏连云港·九年级校考阶段练习)已知矩形ABCD,AB=6,BC=4,P为矩形ABCD内一点,且∠BPC=135°,若点P绕点A逆时针旋转90°到点Q,则PQ的最小值为.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,∠BAC=120°,BC=43,则AB的长为;问题探究:(2)如图②,已知矩形ABCD,AB=4,BC=5,点P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AD∥BC,AD= 40m,BC=60m,点E为CD边上一点,且CE:DE=1:2,∠AEB=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.课后专项训练1(2023·安徽合肥·校考一模)如图,在△ABC中,∠B=45°,AC=2,以AC为边作等腰直角△ACD,连BD,则BD的最大值是()A.10-2B.10+3C.22D.10+22(2023春·广东·九年级专题练习)已知:如图,在△ABC中,∠BAC=30°,BC=4,△ABC面积的最大值是( ).A.8+43B.83+4C.83D.8+833(2022秋·江苏扬州·九年级校考阶段练习)如图,A是⊙B上任意一点,点C在⊙B外,已知AB=2,BC=4,△ACD是等边三角形,则△BCD的面积的最大值为()A.43+4B.4C.43+8D.64(2023·山东济南·一模)正方形ABCD中,AB=4,点E、F分别是CD、BC边上的动点,且始终满足DE=CF,DF、AE相交于点G.以AG为斜边在AG下方作等腰直角△AHG使得∠AHG=90°,连接BH.则BH的最小值为()A.25-2B.25+2C.10-2D.10+25(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△ABC内的一点,且∠BGC=120°,△BCF是等边三角形,若BC=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=10,AB=16,P为CD的中点,连接BP.在矩形ABCD外部找一点E,使得∠BEC+∠BPC=180°,则线段DE的最大值为.8(2023·陕西渭南·三模)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=5,点E在BC上,且CE=4BE,点M 为矩形内一动点,使得∠CME=45°,连接AM,则线段AM的最小值为.9(2023江苏扬州·三模)如图,在等边△ABC和等边△CDE中,AB=6,CD=4,以AB、AD为邻边作平行四边形ABFD,连接AF.若将△CDE绕点C旋转一周,则线段AF的最小值是.10(2023秋·湖北武汉·九年级校考阶段练习)如图,△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,AB= AC=22,点D为△ABC所在平面内一点,∠BDC=90°,以AC、CD为边作平行四边形ACDE,则CE的最小值为.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F在BE上,BF=2,则以下结论:①CF的最小值为6;②DE的最小值为82-8;③CE= CF;④DE+CF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,BC=3.点D为平面上一个动点,∠ADB=45°,则线段CD长度的最小值为.13(2023·广东·深圳市二模)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,E为边BC上一动点,F为AE 中点,G为DE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ABCD中,AB=6,点E是以BC为直径的圆上的点,连接DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°,得到线段DF,连接CF,则线段CF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=2,BC=4,Q是矩形ABCD左侧一点,连接AQ、BQ,且∠AQB=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BD ,将BD 绕D 点逆时针旋转90°得到DE ,连接AE ,当DAB =(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,△ABC 是腰长为4的等腰直角三角形,∠ABC =90°,以A 为圆心,2为半径作半圆A ,交BA 所在直线于点M ,N .点E 是半圆A 上仟意一点.连接BE ,把BE 绕点B 顺时针旋转90°到BD 的位置,连接AE ,CD .(1)求证:△EBA ≌△DBC ;(2)当BE 与半圆A 相切时,求弧EM的长;(3)直接写出△BCD 面积的最大值.18(2022·北京·中考真题)在平面直角坐标系xOy 中,已知点M (a ,b ),N .对于点P 给出如下定义:将点P 向右(a ≥0)或向左(a <0)平移a 个单位长度,再向上(b ≥0)或向下(b <0)平移b 个单位长度,得到点P ',点P '关于点N 的对称点为Q ,称点Q 为点P 的“对应点”.(1)如图,点M (1,1),点N 在线段OM 的延长线上,若点P (-2,0),点Q 为点P 的“对应点”.①在图中画出点Q;②连接PQ,交线段ON于点T.求证:NT=12 OM;(2)⊙O的半径为1,M是⊙O上一点,点N在线段OM上,且ON=t12<t<1,若P为⊙O外一点,点Q为点P的“对应点”,连接PQ.当点M在⊙O上运动时直接写出PQ长的最大值与最小值的差(用含t的式子表示)19(2023下·广东广州·九年级校考阶段练习)如图,△ABC为等边三角形,点P是线段AC上一动点(点P不与A,C重合),连接BP,过点A作直线BP的垂线段,垂足为点D,将线段AD绕点A逆时针旋转60°得到线段AE,连接DE,CE.(1)求证:BD=CE;(2)连接CD,延长ED交BC于点F,若△ABC的边长为2;①求CD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=-13x2+bx-3的图像与x轴交于点A和点B9,0,与y轴交于点C.(1)求二次函数的表达式;(2)若点P是抛物线上一点,满足∠PCB+∠ACB=∠BCO,求点P的坐标;(3)若点Q在第四象限内,且cos∠AQB=35,点M在y轴正半轴,∠MBO=45°,线段MQ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.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。
2024年中考 数学总复习 题型训练四 几何最值问题

题型四几何最值问题类型一利用“垂线段最短”解决最值问题1. 如图,在△ABC中,AC=BC=6,AB=8,点D在AC边上,连接BD,以AD,BD为邻边作▱ADBE,连接DE,则DE的最小值为________.第1题图2. 如图,在△ABC中,AC=BC=6,S△ABC=12,点D为AB的中点,点M,N分别是CD 和BC上的动点,则BM+MN的最小值是________.第2题图3. 如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD相交于点O,点P是BD上一动点,点E 是BC上一动点,若AC=6,BD=63,则PC+PE的最小值为________.第3题图4. 如图,在△OAB中,已知∠AOB=35°,点P是边AB上一点,点M,N分别是射线OA,OB上异于点O的动点,连接PO,PM,MN,若∠BOP=10°,OP=6,则PM+MN的最小值为________.第4题图类型二 利用“两点之间线段最短”解决最值问题1. 如图,在矩形ABCD 中,AB =6,AD =8,点P 是矩形ABCD 内一点,记a =S △APB +S △CPD ,b =P A +PB +PC +PD ,则a +b 的最小值为________.第1题图2. 如图,在四边形ABCD 中,∠BAD =120°,∠B =∠D =90°,AB =1,AD =2,M ,N 分别为BC ,CD 边上的动点,则△AMN 周长的最小值为________.第2题图3. 如图,在Rt △ABC 中,∠C =90°,∠ABC =30°,BC =43 ,点D 为边BC 上的动点,点E 为边AB 的中点,连接DE ,DA ,则线段DE +DA 的最小值为________.第3题图4. 如图,在等腰Rt △ABC 中,AB =AC =22 ,∠A =90°,点P 是△ABC 内部一点,且满足S △BCP =12S △ABC ,则PB +PC 的最小值为________.第4题图5. 如图,二次函数y =-23 x 2-43x +2的图象与x 轴分别交于A ,B 两点(点A 在点B 左侧),与y 轴交于点C ,点P 是其对称轴上一点,连接PB ,PC ,BC ,则△PBC 的周长最小为________.第5题图类型三 利用“二次函数性质”解决最值问题(2021.9)1. 我国南宋时期数学家秦九韶曾提出利用三角形的三边求面积的公式,此公式与古希腊几何学家海伦提出的公式如出一辙,即三角形的三边长分别为a ,b ,c, 记p =a +b +c 2,则其面积S =p (p -a )(p -b )(p -c ) .这个公式也被称为海伦-秦九韶公式.若p =5,c =4,则此三角形面积的最大值为( )A. 5B. 4C. 25D. 52. 如图,在矩形ABCD 中,AB =2,AD =3,P 是BC 上的任意一点(P 与B ,C 不重合),过点P 作AP ⊥PE ,垂足为P ,PE 交CD 于点E ,连接AE ,在点P 的运动过程中,线段CE 的最大值为________.第2题图3. 如图,在等腰△ABC 中,AC =BC =4,∠C =120°,点P 是AC 上一动点,PD ∥AB ,交BC 于点D ,连接AD ,则点P 在运动过程中,△APD 的面积的最大值为________.第3题图4. 如图,矩形ABCD中,AB=6,BC=4,点E,F分别为边AB,CD上的动点,且AE=CF,将线段EF绕点F逆时针旋转90°得到线段FG,连接DG.(1)当点E为AB的中点时,线段DG的长是________;(2)当点E在边AB上运动时,线段DG的最小值是________.第4题图类型四利用“辅助圆”解决最值问题(8年3考:2021.10、17,2020.17)1. 如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=25,E是边CD上一点,将△ADE沿直线AE 折叠得到△AFE,BF的延长线交边CD于点G,则DG长的最大值为________.第1题图2. 如图,在正方形ABCD中,E,F分别是AB,BC边上的动点(不与正方形的顶点重合),且AE=BF,CE,DF交于点M,连接BM,若AB=2,则BM的最小值为________.第2题图3.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10,BC=8,E,F分别是AC,BC边上的动点,且EF=AC,P是EF的中点,连接AP,BP,则△APB面积的最小值为________.第3题图4. 如图,已知△ABC为等边三角形,AB=6,将边AB绕点A顺时针旋转a(0°<a<120°),得到线段AD,连接CD,点E为CD上一点,且DE=2CE.连接BE,则BE的最小值为________.第4题图5. 如图,在△ABC中,∠C=45°,∠B=60°,BC=3+1,P为边AB上一动点,过点P 作PD⊥BC于点D,PE⊥AC于点E,连接DE,则DE的最小值为________.第5题图题型四 几何最值问题类型一 利用“垂线段最短”解决最值问题 1. 853【解析】如解图,设DE 与AB 交于点O ,∵四边形ADBE 是平行四边形,∴OB =OA ,DE =2OD ,∴当OD ⊥AC 时,DO 的值最小,即DE 的值最小,过点B 作BH ⊥AC 于点H ,则∠BHD =∠EDH =90°,易知AD ∥BE ,即AC ∥BE ,∴∠EBH =90°,∴四边形BHDE 是矩形,∴DE =BH ,∵AC =BC =6,AB =8,∴设CH =x ,则AH =6-x ,∵BA 2-AH 2=BH 2=BC 2-CH 2,即82-(6-x )2=62-x 2,解得x =23 ,∴CH =23,∴DE =BH =BC 2-CH 2 =853 .∴DE 的最小值为853.第1题解图2. 4 【解析】如解图,作点N 关于DC 的对称点N ′.∵AC =BC ,点D 为AB 的中点,∴点N ′在AC 上,连接MN ′,BN ′,∴BM +MN =BM +MN ′≥BN ′,∴当B ,M ,N ′三点共线,且BN ′⊥AC 时,BM +MN 取得最小值.∵AC =6,S △ABC =12,∴△ABC 中AC 边上的高为4,∴BM +MN 的最小值是4.第2题解图3. 33 【解析】如解图,作点E 关于BD 的对称点E ′,连接PE ′,∵四边形ABCD 是菱形,∴BA 与BC 关于BD 对称,∴点E ′位于BA 上,由对称的性质可知,PE =PE ′,∴当C ,P ,E ′三点重合,且CE ′⊥BA 时,PC +PE 的值最小,即为CE ′的长,∵四边形ABCD 是菱形,∴AO =CO =12 AC =3,BO =DO =12BD =33 ,AC ⊥BD ,AB =BC ,∴在Rt △BOC 中,BC =BO 2+CO 2 =6,tan ∠BCO =BO CO=3 ,∴∠BCO =60°,∴△ABC 是等边三角形,∴CE ′=BC ·sin 60°=33 ,∴PC +PE 的最小值为33 .第3题解图 4. 33 【解析】如解图,作点P 关于OA 的对称点P ′,连接OP ′,过点P ′作OB 的垂线交OA 于点M ,交OB 于点N ,此时PM +MN 的值最小,最小值为线段P ′N 的长.∵∠AOB =35°,∠BOP =10°,点P ′与点P 关于OA 对称,∴∠POA =∠P ′OA =25°,∴∠BOP ′=60°,OP ′=OP =6,在Rt △P ′ON 中,P ′N =OP ′·sin 60°=6×32=33 ,∴PM +MN 的最小值为33 .第4题解图类型二 利用“两点之间线段最短”解决最值问题1. 44 【解析】如解图,过点P 作EF ⊥AB ,分别交AB ,CD 于点E ,F ,连接AC ,BD ,则EF =AD =8,∵四边形ABCD 是矩形,∴∠ABC =90°,AB =CD =6,AD =BC =8,∴AC=AB 2+BC 2 =62+82 =10,∴BD =AC =10,∵S △APB +S △CPD =12 AB ·PE +12 CD ·PF =12AB ·EF =12×6×8=24,P A +PC ≥AC ,PB +PD ≥BD ,∴当A ,P ,C 三点共线,B ,P ,D 三点也共线时,P A +PB +PC +PD 有最小值,最小值为AC +BD =20,∴a +b 的最小值为24+20=44.第1题解图2. 27 【解析】如解图,分别作A 关于BC 和CD 的对称点A ′,A ″,连接A ′A ″,交BC 于点M ,交CD 于点N ,则A ′A ″即为△AMN 的周长最小值,作A ′H ⊥DA 交DA 的延长线于点H ,∴AA ′=2AB =2,AA ″=2AD =4,∵∠BAD =120°,∴∠HAA ′=60°,∴在Rt △A ′HA 中,AH =12 AA ′=1,∴A ′H =22-12 =3 ,A ″H =AH +AA ″=1+4=5,∴A ′A ″=A ′H 2+A ″H 2 =27 ,∴△AMN 的周长最小值为27 .第2题解图3. 43 【解析】如解图,作点E 关于BC 的对称点E ′,连接EE ′,交BC 于点F ,连接DE ′,AE ′,过点E ′作E ′G ⊥AC 交AC 的延长线于点G ,则DE =DE ′,EF =E ′F ,DE +DA =DE ′+DA ≥AE ′,∴当A ,D ,E ′在同一直线上时,DE +DA 的值最小,最小值为AE ′的长,∵∠ACB =90°,∠ABC =30°,BC =43 ,∴AC =33 BC =33×43 =4,∵点E 为边AB 的中点,∴EF 为△ABC 的中位线,∴EF =12 AC =2,CF =12BC =23 ,∴E ′F =EF =2=CG ,E ′G =CF =23 ,∴AG =AC +CG =4+2=6,∴AE ′=E ′G 2+AG 2 =(23)2+62 =43 ,∴DE +DA 的最小值为43 .第3题解图4. 25 【解析】如解图,过点A 作AD ⊥BC 于点D ,∵AB =AC =22 ,∠BAC =90°,∴AD =2,BC =4,∵S △BCP =12S △ABC ,∴点P 到BC 的距离为1,即点P 在AD 的垂直平分线l 上运动,作点B 关于直线l 的对称点B ′,连接B ′C 交直线l 于点P ′,连接BP ′,B ′P ,则BB ′⊥BC ,BP ′=B ′P ′,BP =B ′P ,∴BP +PC =B ′P +PC ≥B ′C ,当B ′,P ,C 三点共线,即点P 与点P ′重合时,BP +PC 的值最小,为B ′C 的长.在Rt △B ′BC 中,BB ′=2,BC =4,∴B ′C =BB ′2+BC 2 =25 ,∴PB +PC 的最小值为25 .第4题解图5. 13 +5 【解析】如解图,连接AC ,AP ,令y =0,得x =-3或1,∴点A (-3,0),点B (1,0),∴抛物线的对称轴是直线x =-1,OA =3,OB =1,令x =0,得y =2,∴点C (0,2),∴OC =2,∴BC =OB 2+OC 2 =5 ,AC =OA 2+OC 2 =13 ,∵△PBC 的周长为PB +PC +BC ,BC 为定值,∴要使△PBC 的周长最小,则PB +PC 最小即可,∵点A 与点B 关于对称轴对称,∴P A =PB ,∴PB +PC =P A +PC ≥AC ,∴PB +PC 的最小值为AC 的长,∴△PBC 的周长最小值=AC +BC =13 +5 .第5题解图类型三 利用“二次函数性质”解决最值问题1. C 【解析】∵p =5,c =4,∴S =5(5-a )(5-b )(5-4) =5(5-a )(5-b ) ,∵p =a +b +c 2 ,∴a +b =2p -c =6,∴b =6-a ,∴S =5(5-a )[5-(6-a )] =5(5-a )(a -1) =-5(a -3)2+20 ,∵-5<0,∴当a =3时,S 有最大值为20 =25 .2. 98【解析】∵四边形ABCD 是矩形,∴∠B =∠C =90°,∵AP ⊥PE ,∴∠APB +∠CPE =∠CPE +∠PEC =90°,∴∠APB =∠PEC ,∴△ABP ∽△PCE ,∴AB PC =BP CE,设BP =x ,CE =y ,则PC =3-x ,即23-x =x y,∴y =-12 x 2+32 x =-12 (x -32 )2+98 ,∵-12 <0,∴当x =32 时,y 有最大值,最大值是98 ,∴线段CE 的最大值为98 . 3. 3 【解析】如解图,过点C 作CE ⊥AB 于点E ,过点P 作PF ⊥AB 于点F ,设AP =x ,则CP =4-x ,∵AC =BC ,∠C =120°,∴∠BAC =∠B =30°,AE =BE ,∴CE =12AC =2,PF =12 AP =12x ,在Rt △AEC 中,由勾股定理得AE =42-22 =23 ,∴AB =2AE =43 ,∵PD ∥AB ,∴△PCD ∽△ACB ,∴PC AC =PD AB ,∴4-x 4 =PD 43,解得PD =3 (4-x ),∴S △APD =12 PD ·PF =12 ×3 (4-x )×12 x =-34 (x -2)2+3 ,∵-34<0,∴当x =2时,S △APD 有最大值,最大值为3 .第3题解图4. (1)1 【解析】∵点E 为AB 的中点,AE =CF ,∴点F 为CD 的中点,∴EF =FG =4,此时F ,D ,G 三点共线,∴DG =FG -FD =1; (2)255 【解析】如解图,过点F 作FH ⊥AB 于点H ,过点G 作IG ⊥CD 于点I ,则∠EHF =∠GIF =90°,由题意可知∠EFG =90°,EF =GF ,∴∠EFH +∠EFI =∠EFI +∠GFI =90°,∴∠EFH =∠GFI ,∴△EFH ≌△GFI (AAS),∴EH =GI ,设AE =a ,①当0<a <3时,如解图①,GI =EH =6-2a ,ID =FD -FI =FD -FH =6-a -4=2-a ,∴DG 2=ID 2+IG 2=(2-a )2+(6-2a )2=5a 2-28a +40=5(a -145 )2+45 ,∵5>0,∴当a =145 时,DG 2取最小值45,∴DG =255;②当3≤a <6时,如解图②,GI =EH =2a -6,ID =FI -FD =FH -AE +EH =4-a +2a -6=a -2,∴DG 2=ID 2+IG 2=(a -2)2+(2a -6)2=5a 2-28a +40=5(a -145)2+45 ,∵5>0,3≤a <6,∴当a =3时,DG 2取最小值1,∴DG =1,∵1>255,∴DG 的最小值为255.第4题解图类型四 利用“辅助圆”解决最值问题1. 2 【解析】如解图,以点A 为圆心,AD 长为半径画弧,过点B 作弧的切线交CD 于点G ,切点为F ,此时点E 和点G 重合,DG 的最大值即为DE 的长,∵四边形ABCD 是矩形,∴BC =AD =25 ,AB =CD =6,由折叠的性质可知,DE =EF ,AF =AD =25 ,设DE =EF =x ,则CE =CD -DE =6-x ,在Rt △ABF 中,由勾股定理得BF =AB 2-AF 2 =4,则BE =BF +EF =4+x ,在Rt △BEC 中,由勾股定理得BE 2=CE 2+BC 2,即(4+x )2=(6-x )2+(25 )2 ,解得x =2,即DG 的最大值为2.第1题解图 2. 5 -1 【解析】如解图,取CD 的中点O ,连接BO ,∵四边形ABCD 为正方形,∴AB =BC =CD =AD ,∠EBC =∠FCD =90°,∵AE =BF ,∴AE +BE =BF +CF ,∴BE =CF ,∴△EBC ≌△FCD (SAS),∴∠BCE =∠CDF ,∵∠BCE +∠DCE =∠BCD =90°,∴∠CDF +∠ECD =90°,∴∠CMD =90°,当点E ,F 分别在AB 和BC 上移动时,点M 在以CD 的中点O 为圆心,OC 长为半径的半圆上运动,要使BM 取得最小值,则需点B ,M ,O 在同一条直线上.∵AB =2,∴CO =1,∴BO =5 ,∴此时BM =5 -1,即BM 的最小值为5 -1.第2题解图3. 9 【解析】如解图,过点P 作PH ⊥AB 于点H ,则S △ABP =12AB ·PH =5PH ,∴当PH 最小时,△ABP 的面积最小.∵∠ACB =90°,AB =10,BC =8,∴AC =AB 2-BC 2 =6.∴EF=AC =6.连接CP ,则CP =12EF =3.∴点P 在以点C 为圆心,3为半径的圆弧上,过点C 作CH ′⊥AB 于点H ′,交⊙C 于点P ′,∵P ′H ′=CH ′-CP ′=CH ′-CP ≤CP +PH -CP =PH ,∴当点P 与点P ′重合,点H 与点H ′重合时,PH 最小,最小值为P ′H ′的长.∵S △ABC =12AC ·BC =12 AB ·CH ′,∴CH ′=AC ·BC AB =245 ,∴P ′H ′=CH ′-CP ′=245 -3=95 ,∴PH 的最小值是95 ,此时S △ABP =5PH =9,即△ABP 面积的最小值为9.第3题解图4. 27 -2 【解析】如解图,过点E 作EH ∥AD ,交AC 于点H ,∵△ABC 为等边三角形,∴AB =AC =6,由旋转的性质得AD =AB ,∴AD =AC ,∴∠D =∠ACD ,∵DE =2CE ,∴CE CD =CH CA =13 ,∠CEH =∠D =∠ACD ,∴CH =EH ,∵AC =6,∴CH =EH =2,取AH 的中点P ,连接EP ,则PH =EH ,∴∠EPH =∠PEH ,∵∠EPH +∠CEP +∠ACD =180°,∴2∠PEH +2∠CEH =180°,∴∠CEP =90°,∴点E 在以点H 为圆心,CP 为直径的圆弧上运动,连接BH ,∵EH 为定值2,∴当B ,E ,H 三点共线时,BE 的长最小,过点B 作BQ ⊥AC 于点Q ,则CQ =12AC =3,∴QH =CQ -CH =1,BQ =BC 2-CQ 2 =62-32 =33 ,∴BH =BQ 2+QH 2 =(33)2+12 =27 ,∴BE 的最小值为27 -2.第4题解图5. 32+64【解析】如解图,连接CP ,∵∠PDC =∠PEC =90°,∴∠PDC +∠PEC =180°,∴C ,D ,P ,E 四点共圆,圆心为点O ,且直径为CP ,∵BC =3 +1,∠ACB =45°,∠B =60°是定值,∴直径CP 最小时,∠DCE 所对的弦DE 最小,即CP ⊥AB 时,DE 的值最小,连接OD ,OE ,∵∠B =60°,CP ⊥AB ,BC =3 +1,∴∠BCP =30°,∴BP =12BC =3+12 ,CP =3 BP =3+32 ,∴OD =OE =12 CP =3+34,∵∠ACB =45°,∴∠DOE =2∠ACB =90°,∴△ODE 是等腰直角三角形,∴DE =2 OD =32+64,即DE 的最小值为32+64.第5题解图。
2023年中考数学常见几何模型之最值模型胡不归问题

专题10 最值模型---胡不归问题最值问题在中考数学常以压轴题的形式考查,可将胡不归问题看作将军饮马衍生,主要考查转化与化归等的数学思想。
在各类考试中都以高档题为主,中考说明中曾多处涉及。
本专题就最值模型中的胡不归问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
在解决胡不归问题主要依据是:①两点之间,线段最短;②垂线段最短。
【模型背景】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A 到家B 之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?看到这里很多人都会有一个疑问,少年究竟能不能提前到家呢?假设可以提早到家,那么他该选择怎样的一条路线呢?这就是今天要讲的“胡不归”问题.【模型解读】一动点P 在直线MN 外的运动速度为V 1,在直线MN 上运动的速度为V 2,且V 1<V 2,A 、B 为定点,点C 在直线MN 上,确定点C 的位置使21AC BC V V +的值最小.(注意与阿氏圆模型的区分)2驿道2M1)121121=V AC BC BC AC V V V V ⎛⎫++ ⎪⎝⎭,记12V k V =,即求BC +kAC 的最小值. 2)构造射线AD 使得sin ∠DAN =k ,CH k AC=,CH =kAC ,将问题转化为求BC +CH 最小值. 3)过B 点作BH ⊥AD 交MN 于点C ,交AD 于H 点,此时BC +CH 取到最小值,即BC +kAC 最小.【解题关键】在求形如“P A +kPB ”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB 相等的线段,将“P A +kPB ”型问题转化为“P A +PC ”型.(若k >1,则提取系数,转化为小于1的形式解决即可)。
【最值原理】两点之间线段最短及垂线段最短。
例1.(2022·内蒙古·中考真题)如图,在△ABC 中,AB =AC =4,∠CAB =30°,AD ⊥BC ,垂足为D ,P 为线段AD 上的一动点,连接PB 、PC .则P A +2PB 的最小值为 _____.在∠BAC 的外部作∠CAE =15°此时P A +2PB 最小,∴∠AFB ∴∠CAD =∠BAD =12BAC ∠1例2.(2022·湖北武汉·一模)如图,在ACE △中,CA CE =,30CAE ∠=︒,半径为5的O 经过点C ,CE 是圆O 的切线,且圆的直径AB 在线段AE 上,设点D 是线段AC 上任意一点(不含端点),则12OD CD +的最小值为______.//CH AB ,30CAE ∠=︒,OC OA =,sin HCD ∴∠当O ,例3.(2021·眉山市·中考真题)如图,在菱形中,,对角线、相交于点,点在线段上,且,点为线段上的一个动点,则的最小值是______.【分析】过M 点作MH 垂直BC 于H 点,与OB 的交点为P 点,此时的长度最小为MH ,再算出MC 的长度, 在直角三角形MPC 中利用三角函数即可解得MH 【详解】过M 点作MH 垂直BC 于H 点,与OB 的交点为P 点,此时的长度最小∵菱形中,∴AB =BC =AC =10,△ABC 为等边三角形ABCD 10AB AC ==AC BD O M AC 3AM =P BD 12MP PB +12MP PB +12MP PB +ABCD 10AB AC ==∴∠PBC =30°,∠ACB =60°∴在直角△PBH 中,∠PBH =30°∴PH = ∴此时得到最小值, ∵AC =10,AM =3,∴MC =7又∠MPC =60°∴MH =MC【点睛】本题主要考查了菱形的性质与三角函数,能够找到最小值时的P 点是解题关键. 例4.(2022·山东淄博·二模)如图,在平面直角坐标系中,点A 的坐标是(0,2),点C 的坐标是(0,2)−,点(,0)B x 是x 轴上的动点,点B 在x 轴上移动时,始终保持ABP 是等边三角形(点P 不在第二象限),连接PC ,求得12AP PC +的最小值为( )A .B .4C .D .2【答案】C【分析】如图1所示,以OA 为边,向右作等边△AOD ,连接PD ,过点D 作DE ⊥OA 于E ,先求出点D 的坐标,然后证明△BAO ≌△P AD 得到∠PDA =∠BOA =90°,则点P 在经过点D 且与AD 垂直的直线上运动,当点P 运动到y 轴时,如图2所示,证明此时点P 的坐标为(0,-2)从而求出直线PD 的解析式;如图3所示,作点A 关于直线PD 的对称点G ,连接PG ,过点P 作PF ⊥y 轴于F ,设直线PD 与x 轴的交点为H ,先求出点H 的坐1PB 212MP PB +1=2MP PB MP PH MH ++=当点P运动到y轴时,如图2所示,此时点∵△ABP是等边三角形,BO⊥AP,∴例5.(2021·资阳市·中考真题)抛物线与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,且.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,点P 是抛物线上位于直线上方的一点,与相交于点E ,当时,求点P 的坐标;(3)如图2,点D 是抛物线的顶点,将抛物线沿方向平移,使点D 落在点处,且,点M 是平移后所得抛物线上位于左侧的一点,轴交直线于点N ,连结.当的值最小时,求的长. 2y x bx c =−++()()1,0,0,3B C −AC BP AC :1:2PE BE =CD D 2DD CD '=D //MN y OD 'CN 5D N CN '+MN【答案】(1);(2)或;(3). 【分析】(1)利用待定系数法即可得;(2)设点的坐标为,先利用待定系数法求出直线的解析式,再根据可得点的坐标,代入直线的解析式求解即可得;(3)先根据求出点的坐标,再根据二次函数图象的平移规律得出平移后的函数解析式,设点的坐标,从而可得点的坐标,然后根据两点之间的距离公式可得,最后根据两点之间线段最短、垂线段最短求解即可得. 【详解】解:(1)由题意,将点代入得:, 解得,则抛物线的解析式为; (2)对于二次函数,当时,,解得或,,设点的坐标为,点的坐标为, ,,解得,2y x 2x 3=−++(1,4)P (2,3)P 34P 2(,23)P a a a −++AC :1:2PE BE =E AC 2DD CD '=D MN 5D N CN '+()()1,0,0,3B C −2y x bx c =−++103b c c −−+=⎧⎨=⎩23b c =⎧⎨=⎩2y x 2x 3=−++2y x 2x 3=−++0y =2230x x −++=1x =−3x =(3,0)A ∴P 2(,23)(03)P a a a a −++<<E 11(,)E x y :1:2,(1,0)PE BE B =−1121111223102a x x a a y y −⎧=⎪+⎪∴⎨−++−⎪=⎪−⎩121213324233x a y a a ⎧=−⎪⎪⎨⎪=−++⎪⎩,设直线的解析式为, 将点代入得:,解得,则直线的解析式为,将点代入得:,解得或,当时,,此时,当时,,此时,综上,点的坐标为或;(3)二次函数的顶点坐标为,设点的坐标为,,,解得,, 则平移后的二次函数的解析式为,设直线的解析式为,将点代入得:,解得, 则直线的解析式为,设点的坐标为,则点的坐标为, 如图,连接,过点作于点,过点作于点,交于点,连接,22124(,2)3333E a a a ∴−−++AC y kx t =+(3,0),(0,3)A C 303k t t +=⎧⎨=⎩13k t =−⎧⎨=⎩AC 3y x =−+22124(,2)3333E a a a −−++22124323333a a a −++=−++1a =2a =1a =2231234a a −++=−++=(1,4)P 2a =22342233a a −++=−+⨯+=(2,3)P P (1,4)P (2,3)P 2223(1)4y x x x =−++=−−+D (1,4)D D 22(,)D x y '2,(0,3),(1,4)DD C D D C '=2212104243x y −⎧=⎪⎪−∴⎨−⎪=⎪−⎩2236x y =⎧⎨=⎩(3,6)D '∴22(3)663y x x x =−−+=−+−OD '0y k x =(3,6)D '036k =02k =OD '2y x =M 2(,63)(3)M m m m m −+−<N (,2)N m m AD 'N NF AD '⊥F C CG AD '⊥G OD 'N 'CF,轴,,, 由两点之间线段最短得:的最小值为,由垂线段最短得:当点与点重合时,取得最小值,此时点与点重合, 则点的纵坐标与点的纵坐标相等,即,解得, 则,,. 【点睛】本题考查了利用待定系数法求二次函数的解析式、二次函数图象的平移规律、垂线段最短等知识点,较难的是题(3),正确求出平移后的抛物线的解析式是解题关键. 例6.(2020·湖南·中考真题)已知直线与抛物线(b ,c 为常数,)的一个交点为,点是x 轴正半轴上的动点.(1)当直线与抛物线(b ,c 为常数,)的另一个交点为该抛物线的顶点E 时,求k ,b ,c 的值及抛物线顶点E 的坐标;(2)点D 在抛物线上,且点D 的横坐标为的最小值多时,求b 的值.【答案】(1)-2,2,-3,;(2)4或6;(3)3 (3,0),(3,6)D A 'AD x '∴⊥3FN m ∴=−35D N CN CN m CN FN CN '+==−+=+FN CN +CF F G CF CG N N 'N 'C 23m =32m =2263243MN m m m m m =−+−−=−+−233()4322=−+⨯−34=2y kx =−2y x bx c =−+0b >(1,0)A −(,0)M m 2y kx =−2y x bx c =−+0b >12b +2DM +4()1,4−【分析】(1)由题意可知直线经过,因而把代入直线即可求出k 的值,然后把代入抛物线得出含b 的代数式表达c ,再根据直线与抛物线(b ,c 为常数,)的另一个交点得出抛物线的顶点坐标E ,并代入直线,解方程即可求出b 的值,代入即可求解;(2)将点D 的横坐标代入抛物线(b ,c 为常数,),根据点A 的坐标得到含b 的代数式表达c ,求出点D 的纵坐标为,可知点D 在第四象限,且在直线的右侧,取点,过点D 作直线AN 的垂线,垂足为G ,DG 与x 轴相交于点M ,过点D 作QH ⊥x 轴于点H ,则点H,在Rt △MDH 中,可知,由题意可知点,用含b 的代数式表示m,可得方程,求解即可得出答案. 【详解】解:(1)∵直线经过,∴把代入直线,可得,解得; ∵抛物线(b ,c 为常数,)经过,∴把代入抛物线,可得,∵当直线与抛物线(b ,c 为常数,)的另一个交点为该抛物线的顶点E ,∴顶点的坐标为,把代入直线,可得,∴,解得,2y kx =−(1,0)A −(1,0)A −2y kx =−(1,0)A −2y kx =−2y xbx c =−+0b >24,24b c b ⎛⎫− ⎪⎝⎭22y x =−−12b +2y x bx c =−+0b >324b −−13,224b b ⎛⎫+−−⎪⎝⎭x b =(0,1)N 1,02b ⎛⎫+⎪⎝⎭45DMH MDH ︒∠=∠=(,0)M m 24DM +=2y kx =−(1,0)A −(1,0)A −2y kx =−02k =−−2k =−2y xbx c =−+0b >(1,0)A −(1,0)A −2y x bx c =−+1c b =−−2y kx =−2y x bx c =−+0b >E 24,24b c b ⎛⎫− ⎪⎝⎭E 24,24b c b ⎛⎫− ⎪⎝⎭22y x =−−242224b c b −−⨯−=()2412224b b b−−−−⨯−=2b =±∵,∴,∴,∴顶点的坐标为. (2)∵点D 在抛物线(b ,c 为常数,)上,且点D 的横坐标为, ∴,∵在抛物线(b ,c 为常数,)上,∴,即,∴,可知点D 在第四象限,且在直线的右侧.,∴可取点,如图2,过点D 作直线AN 的垂线,垂足为G ,DG 与x 轴相交于点M ,∴,得, 则此时点M 满足题意,过点D 作QH ⊥x 轴于点H ,则点H ,在Rt △MDH 中,可知,∴,∵点,∴,解得:,,∴,∴.0b >2b =213c =−−=−E ()1,4−2y xbx c =−+0b >12b +21122D y b b b c ⎛⎫⎛⎫=+−++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1,0)A −2y x bx c =−+0b >()210b c −+=+1c b =−−21131=2224D b y b b b b ⎛⎫⎛⎫=+−+−−−− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭13,224b b ⎛⎫+−− ⎪⎝⎭x b =222DM AM DM ⎛⎫+=+ ⎪ ⎪⎝⎭(0,1)N 45GAM ︒∠=2AM GM =1,02b ⎛⎫+⎪⎝⎭45DMH MDH ︒∠=∠=,D DH MH M ==(,0)M m 310242b b m ⎛⎫⎛⎫−−−=+− ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭124b m =−24DM +=111(1)2242244b b b ⎤⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫−−−++−−= ⎪ ⎪ ⎪⎥⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎦⎦3b =【点睛】本题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法求解析式、二次函数的性质、等腰三角形的性质、三角形的面积公式等知识点,解题的关键是学会使用待定系数法求出抛物线的解析式.例7.(2022·四川成都·中考模拟)6.如图,已知抛物线为常数,且与轴从左至右依次交于,两点,与轴交于点,经过点的直线与抛物线的另一交点为.(1)若点的横坐标为,求抛物线的函数表达式;(2)若在第一象限内的抛物线上有点,使得以,,为顶点的三角形与相似,求的值;(3)在(1)的条件下,设为线段上一点(不含端点),连接,一动点从点出发,沿线段以每秒1个单位的速度运动到,再沿线段以每秒2个单位的速度运动到后停止,当点的坐标是多少时,点在整个运动过程中用时最少?(2)(4)(8ky x x k =+−0)k >x A B y C B y b =+D D 5−P A B P ABC ∆k F BD AF M A AF F FD D F M解:(1)抛物线,令,解得或,,.直线经过点,,解得, 直线解析式为:.当时,,,. 点,在抛物线上,,.抛物线的函数表达式为:.即. (2)由抛物线解析式,令,得,,. 因为点在第一象限内的抛物线上,所以为钝角.因此若两个三角形相似,只可能是或. ①若,则有,如答图所示. 设,过点作轴于点,则,. ,即:,. ,代入抛物线解析式,得,整理得:, 解得:或(与点重合,舍去),.,,即. ②若,则有,如答图所示. 设,过点作轴于点,则,.,即:,. (2)(4)8ky x x =+−0y =2x =−4x =(2,0)A ∴−(4,0)B y b =+(4,0)B 40b +=b ∴BD 33y x =+5x =−y =(5D ∴−(5D −(2)(4)8k y x x =+−∴(52)(54)8k −+−−=k ∴=∴2)(4)y x x +−2y x =0x =y k =−(0,)C k ∴−OC k =P ABP ∠ABC APB ∆∆∽ABC PAB ∆∆∽ABC APB ∆∆∽BAC PAB ∠=∠21−(,)P x y P PN x ⊥N ON x =PN y =tan tan BAC PAB ∠=∠22k y x =+2k y x k ∴=+(,)2k P x x k ∴+(2)(4)8ky x x =+−(2)(4)82k kx x x k +−=+26160x x −−=8x =2x =−A (8,5)P k ∴ABC APB ∆∆∽∴AC AB AB AP ==5k =ABC PAB ∆∆∽ABC PAB ∠=∠22−(,)P x y P PN x ⊥N ON x =PN y =tan tan ABC PAB ∠=∠42k y x =+42k ky x ∴=+,代入抛物线解析式,得,整理得:, 解得:或(与点重合,舍去),. ,,,,综上所述,或(3)方法一:如答图3,由(1)知:,,如答图,过点作轴于点,则,,, ,. 过点作轴,则.过点作于点,则. 由题意,动点运动的路径为折线,运动时间:,,即运动的时间值等于折线的长度值.由垂线段最短可知,折线的长度的最小值为与轴之间的垂线段.(,)42k k P x x ∴+(2)(4)8ky x x =+−(2)(4)842k k kx x x +−=+24120x x −−=6x =2x =−A (6,2)P k ∴ABC PAB ∆∆∽AB CBAP AB=∴=k =0k >k ∴=k =k =(5D −22−D DN x ⊥N DN =5ON =459BN =+=tan DN DBA BN ∴∠===30DBA ∴∠=︒D //DK x 30KDF DBA ∠=∠=︒F FG DK ⊥G 12FG DF =M AF DF +12t AF DF =+t AF FG ∴=+AF FG +AF FG +DK x过点作于点,则,与直线的交点,即为所求之点. 点横坐标为,直线解析式为:,,. 综上所述,当点坐标为,时,点在整个运动过程中用时最少. 方法二:作,,交直线于点, ,,, 当且仅当时,最小,点在整个运动中用时为:, ,, 【点睛】本题考查单动点问题;二次函数和一次函数交点问题;曲线上点的坐标与方程的关系;勾股定理;相似三角形的判定;垂直线段最短的性质;分类思想和数形结合思想的应用.课后专项训练1.(2022·河北·九年级期中)如图,在△ABC 中,∠A =15°,AB =2,P 为AC 边上的一个动点(不与A 、C 重合),连接BP ,则AP +PB 的最小值是( )A AH DK ⊥H t AH =最小AH BD FA 2−BD 33y x =+(2)33y ∴=⨯−+=(2F ∴−F (2−M //DK AB AH DK ⊥AH BD F 30DBA ∠=︒30BDH ∴∠=︒sin302FDFH DF ∴=⨯︒=∴AH DK ⊥AF FH +M 12AF FDt AF FH =+=+:BD l y =+2X X F A ∴==−(F ∴−A.B.C.D.2【解答】解:如图,在△ABC内作∠MBA=30°过点A作AE⊥BM于点E,BM交AC于点P,∵∠BAC=15°,∴∠APE=45°∴EP=AP当BP⊥AE时,则AP+PB=PE+PB的值最小,最小值是BE的长,在Rt△ABE中,∠ABE=30°,AB=2∴BE=AB•cos30°=.∴AP+PB的最小值是.故选:B.2.(2022·江苏·九年级月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AB=4,点D、F分别是边AB,BC上的动点,连接CD,过点A作AE⊥CD交BC于点E,垂足为G,连接GF,则GF+FB的最小值是()A.B.C.D.【解答】解:延长AC到点P,使CP=AC,连接BP,过点F作FH⊥BP于点H,取AC中点O,连接OG,过点O作OQ⊥BP于点Q,∵∠ACB=90°,∠ABC=30°,AB=4∴AC=CP=2,BP=AB=4∴△ABP 是等边三角形∴∠FBH =30°∴Rt △FHB 中,FH =FB ∴当G 、F 、H 在同一直线上时,GF +FB =GF +FH =GH 取得最小值 ∵AE ⊥CD 于点G ∴∠AGC =90°∵O 为AC 中点∴OA =OC =OG =AC ∴A 、C 、G 三点共圆,圆心为O ,即点G 在⊙O 上运动 ∴当点G 运动到OQ 上时,GH 取得最小值 ∵Rt △OPQ 中,∠P =60°,OP =3,sin ∠P =∴OQ =OP =∴GH 最小值为故选:C .3.(2022·山东·九年级月考)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y =x 2﹣2x +c 的图象与x 轴交于A 、C 两点,与y 轴交于点B (0,﹣3),若P 是x 轴上一动点,点D (0,1)在y 轴上,连接PD +PC 的最小值是( )A .4B .2+C .D .32∵二次函数y =x 2﹣2x +c 的图象与∴二次函数的解析式为y =x 2解得x =﹣1或3,∴A (﹣1∵∠BOC =90°,∴∠OBC =∵D (0,1),∴OD =1,BD 设DH x =,则BH x =,∵DH4.(2022·重庆·九年级期中)如图所示,菱形ABCO 的边长为5,对角线OB 的长为,P为OB 上一动点,则AP +的最小值为( )A .4B .5C .D .解:如图,过点A 作AH OC ⊥于点H ,过点P 作PF OC ⊥于点F ,连接AC 交OB 于点J .四边形OABC 是菱形,AC OB ∴⊥,OJ JB ∴==,CJ ==2AC CJ ∴==,AH OC ⊥,12OC AH OB AC ∴⋅=⋅⋅,142AH ∴==,sin PF CJ POF OP OC ∴∠==,PF ∴,AP AP PF ∴+=+,AP PF AH +,4AP ∴,AP ∴+的最小值为4,故选:A .5.(2022·浙江宁波·九年级开学考试)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y =分别交x 轴、y 轴于A 、B 两点,若C 为x 轴上的一动点,则2BC +AC 的最小值为__________.6.(2022·湖南·九年级月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=60°,AB=6,△BCD为等边三角形点E为△BCD围成的区域(包括各边)的一点过点E作EM∥AB,交直线AC于点M作EN∥AC交直线AB于点N,则AN+AM的最大值为.【解答】解:过E作EH⊥AC交AC的延长线于点H,∵EN∥AC,EM∥AB,∴四边形ANEM是平行四边形,∠HME=∠A=60°,设EM =AN =a ,AM =b ,Rt △HEM 中,∠HEM =30°,∴MH =ME =a ,∴AN +AM =a +b =MH +AM =AH ,当E 在点D 时,AH 的值最大是:3+4.5=7.5,AN +AM 的最大值为7.5,故答案为:7.5.7.(2022·湖北武汉·九年级期末)如图,▱ABCD 中60A ∠=︒,6AB =,2AD =,P 为边CD 2PB +的最小值为______.四边形8.(2022·成都市七中育才九年级期中)如图,在平面直角坐标系中,直线l 分别交x 、y 轴于B 、C 两点,点A 、C 的坐标分别为(3,0)、(0,﹣3),且∠OCB =60°,点P 是直线l 上一动点,连接AP ,则2AP PC +的最小值是______.在Rt △PCG 中,∠PCG =60°,则∠CPG =30°,1PC PG =3PC AP 9.(2022·四川自贡·一模)如图,ABC 中,10AB AC ==,tan 2A =,BE AC ⊥于点E ,D 是线段BE 上的一个动点,则CD 的最小值是__________.DH CM 即可求值.【详解】解:如图,过点∵BE AC ⊥,∴90AEB ∠=︒设AE a =,2BE a =,2AB AE =∴25a =或25−(舍弃),∴∵AB AC =,BE AC ⊥,CM ⊥DH CM ,∴45BD ,∴【点睛】本题主要考查解直角三角形,等腰三角形的性质,勾股定理,垂线段最短等,学会添加辅助线并利用转化的思想是解题的关键.10.(2022·广东·一模)已知抛物线243y x x =−+与x 轴交于A ,B 两点(A 在B 点左侧),与y 轴正半轴交于点C ,点P 是直线BC 上的动点,点Q 是线段OC 上的动点.(1)求直线BC 解析式.(2)如图①,求OP +P A 的和取最小值时点P 的坐标. 12+QC 的最小值. Rt A PB '∵B (3,0),C (0,3),∴又∠BOC =90°,∴∠OCB 由对称性可知OCP DCP ≌,OCB DCB ≌,∴∠DCB =∠OCB =45°,∠CDB =∠COB =90°,∴∠OCD =90°,∴四边形OCDB 为正方形,∴D 坐标为(又A (1,0),∴AB =2,BD =3,则AQ +QP =A Q PQ A '+≥在Rt A PB '中,∠OBP =45°为22;(4)解:如图,在x 轴负半轴上找点∴12HQ CQ =,∴12AQ +∴当A ,Q ,H 三点共线,且∵CO =3,∠COG =90°,∠∴GO =3,∠CGO =60°当AH ⊥CG 时,AH AG =11.(2022·江苏·中考模拟)如图,抛物线与直线交于,两212y x mx n =++132y x =−+A B点,交轴于,两点,连接,,已知,.(Ⅰ)求抛物线的解析式和的值;(Ⅱ)在(Ⅰ)条件下:(1)为轴右侧抛物线上一动点,连接,过点作交轴于点,问:是否存在点使得以,,为顶点的三角形与相似?若存在,请求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.(2)设为线段上一点(不含端点),连接,一动点从点出发,沿线段以每秒一个单位速度运动到点,再沿线段个单位的速度运动到后停止,当点的坐标是多少时,点在整个运动中用时最少?解:(Ⅰ)把,代入,得,解得:.抛物线的解析式为联立,解得:或,点的坐标为.如图1.,,,,,,,是直角三角形,,;(Ⅱ)方法一:(1)存在点,使得以,,为顶点的三角形与相似.过点作轴于,则.x D C AC BC(0,3)A(3,0)Ctan BAC∠P y PA P PQ PA⊥y Q P A P QACB∆PE AC DE M D DEE EA A EM(0,3)A(3,0)C212y x mx n=++31902nmx n=⎧⎪⎨⨯++=⎪⎩523mn⎧=−⎪⎨⎪=⎩∴215322y x x=−+213215322y xyx x⎧=−+⎪⎪⎨⎪=−+⎪⎩3xy=⎧⎨=⎩41xy=⎧⎨=⎩∴B(4,1)(3,0)C(4,1)B(0,3)A220AB∴=22BC=218AC=222BC AC AB∴+=ABC∴∆90ACB∴∠=︒1tan3BCBACAC∴∠===P A P Q ACB∆P PG y⊥G90PGA∠=︒设点的横坐标为,由在轴右侧可得,则.,,.若点在点的下方,①如图2①,当时,则. ,,,.. 则.把代入,得 ,整理得:解得:(舍去),(舍去). ②如图2②,当时,则.同理可得:,则, 把代入,得, 整理得:解得:(舍去),,,; 若点在点的上方,①当时,则,同理可得:点的坐标为.②当时,则.同理可得:点的坐标为,. 综上所述:满足条件的点的坐标为、,、,; 方法二:作的“外接矩形” ,易证,, 以,,为顶点的三角形与相似,或, 设,,, ①,,,, ②,,,(舍, 满足题意的点的坐标为、,、,; (2)方法一:过点作轴于,如图3.在中,,即, P x P y 0x >PG x =PQ PA ⊥90ACB ∠=︒90APQ ACB ∴∠=∠=︒G A PAQ CAB ∠=∠PAQ CAB ∆∆∽90PGA ACB ∠=∠=︒PAQ CAB ∠=∠PGA BCA ∴∆∆∽∴13PG BC AG AC ==33AG PG x ∴==(,33)P x x −(,33)P x x −215322y x x =−+21533322x x x −+=−20x x +=10x =21x =−PAQ CBA ∠=∠PAQ CBA ∆∆∽1133AG PG x ==1(,3)3P x x −1(,3)3P x x −215322y x x =−+215133223x x x −+=−21303x x −=10x =2133x =13(3P ∴14)9G A PAQ CAB ∠=∠PAQ CAB ∆∆∽P (11,36)PAQ CBA ∠=∠PAQ CBA ∆∆∽P 17(3P 44)9P (11,36)13(314)917(344)9APQ ∆AQGH AHP QGP ∆∆∽∴AP HP PQ QG=A P Q ACB ∆∴13AP HP BC PQ QG AC ===3AP HP AC PQ QG BC===2(2,253)P t t t −+(0,3)A (2,3)H t 13HP QG =232531||23t t t −−+∴=11323t ∴=21723t =3HP QG =23253||32t t t −−+∴=1211t ∴=221t =−)∴P (11,36)13(314)917(344)9E EN y ⊥N Rt ANE∆sin 452EN AE AE =⋅︒=AE =点在整个运动中所用的时间为. 作点关于的对称点,连接,则有,,,,.根据两点之间线段最短可得:当、、三点共线时,最小.此时,,四边形是矩形,,.对于, 当时,有,解得:,.,, ,,点的坐标为.方法二:作点关于的对称点,交于点,显然,作轴,垂足为,交直线于点,如图4,在中,,即, 当、、三点共线时,最小,,,,,,,,,,,, ∴M 1DE DE EN =+D AC D 'D E 'D E DE '=D C DC '=45D CA DCA ∠'=∠=︒90D CD ∴∠'=︒DE EN D E EN +='+D 'E N DE EN D E EN +='+90D CD D NO NOC ∠'=∠'=∠=︒∴OCD N '3ND OC ∴'==ON D C DC ='=215322y x x =−+0y =2153022x x −+=12x =23x =(2,0)D ∴2OD =321ON DC OC OD ∴==−=−=312NE AN AO ON ∴==−=−=∴E(2,1)D AC D 'DD 'AC M DE D E ='D N y '⊥N AC E Rt ANE∆sin 45EN AE AE =⋅︒=AE =∴D 'E N DE EN D E EN +='+(0,3)A (3,0)C :3AC l y x ∴=−+(,3)M m m ∴−+(2,0)D DM AC ⊥1DM AC K K ∴⨯=−3112m m −+∴−⨯=−−52m ∴=5(2M ∴1)2为的中点,,,.方法三:如图,5,过作射线轴,过作射线轴,与交于点. ,,.,,, ,..当且仅当时,取得最小值,点在整个运动中用时最少为: , 抛物线的解析式为,且,可求得点坐标为 则点横坐标为2,将代入,得.所以.12.(2020·四川乐山市·中考真题)已知抛物线与轴交于,两点,为抛物线的顶点,抛物线的对称轴交轴于点,连结,且,如图所示.(1)求抛物线的解析式;(2)设是抛物线的对称轴上的一个动点.①过点作轴的平行线交线段于点,过点作交抛物线于点,连结、,求的面积的最大值;②连结,求的最小值.【答案】(1);(2)①;②. 【分析】(1)先函数图象与x 轴交点求出D 点坐标,再由求出C 点坐标,用待定系数法设交点式,将C 点坐标代入即可求解;(2)①先求出BC 的解析式M DD '(3,1)D ∴'1Y Y E D ='=(2,1)E ∴A //AF x D //DF y DF AC E (0,3)A (3,0)C :3AC l y x ∴=−+OA OC =90AOC ∠=︒45ACO ∴∠=︒//AF OC 45FAE ∴∠=︒sin 45EF AE ∴=⋅︒∴AF DF ⊥DE EF +M 1DE t DE EF ==+215322y x x =−+(3,0)C ∴D (2,0)E 2x =:3AC l y x =−+1y =(2,1)E 2y ax bx c =++x (1,0)A −(50)B ,C x D BC 4tan 3CBD ∠=P P x BC E E EF PE ⊥F FB FC BCF ∆PB 35PC PB+241620999y x x =−++322454tan 3CBD ∠=,设E 坐标为,则F 点坐标为,进而用t 表示出的面积,由二次函数性质即可求出最大值;②过点作于,由可得,由此可知当BPH 三点共线时的值最小,即过点作于点,线段的长就是的最小值,根据面积法求高即可. 【详解】解:(1)根据题意,可设抛物线的解析式为:,∵是抛物线的对称轴,∴,又∵,∴,即,代入抛物线的解析式,得,解得 , ∴二次函数的解析式为 或; (2)①设直线的解析式为 ,∴ 解得 即直线的解析式为 ,设E 坐标为,则F 点坐标为, ∴, ∴的面积 ∴, 42033=−+y x 420,33t t ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭241620999,t t t ⎛⎫ ⎪⎝−+⎭+BCF ∆P PG AC ⊥G 3sin 5PG PC ACD PC =⋅∠=35PC PB PG PB +=+35PC PB +B BH AC ⊥H BH 35PC PB +(1)(5)y a x x =+−CD (20)D ,4tan 3CBD ∠=tan 4CD BD CBD =⋅∠=(24)C ,4(21)(25)a =+−49a =−4(1)(5)9y x x =−+−241620999y x x =−++BC y kx b =+0542.k b k b =+⎧⎨=+⎩,4320.3k b ⎧=−⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,BC 42033=−+y x 420,33t t ⎛⎫−+ ⎪⎝⎭241620999,t t t ⎛⎫ ⎪⎝−+⎭+22420341620428409999993EF t t t t t =−++−=−+⎛⎫⎛⎫−+ ⎪ ⎪⎝⎭−⎝⎭BCF ∆21142840322999S EF BD t t ⎛⎫=⨯⨯=−+− ⎪⎝⎭2273()322S t =−−+∴当时,的面积最大,且最大值为; ②如图,连接,根据图形的对称性可知 ,,∴,过点作于,则在中,, ∴,再过点作于点,则, ∴线段的长就是的最小值,∵, 又∵,∴,即,∴的最小值为. 【点睛】此题主要考查了二次函数的综合题型,其中涉及了待定系数法求解析式和三角形的面积最大值求法、线段和的最值问题.解(1)关键是利用三角函数求出C 点坐标,解(2)关键是由点E 、F 坐标表示线段EF 长,从而得到三角形面积的函数解析式,解(3)的难点是将的最小值转化为点B 到AC 的距离. 13.(2021·四川达州市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线交轴于点和,交轴于点,抛物线的对称轴交轴于点,交抛物线72t =BCF ∆32AC ACD BCD ∠=∠5AC BC ==3sin 5AD ACD AC ∠==P PG AC ⊥G Rt PCG ∆3sin 5PG PC ACD PC =⋅∠=35PC PB PG PB +=+B BH AC ⊥H PG PH BH +≥BH 35PC PB +11641222ABC S AB CD ∆=⨯⨯=⨯⨯=1522ABC S AC BH BH ∆=⨯⨯=5122BH =245BH =35PC PB +24535PC PB +2y x bx c =−++x A ()1,0C y ()0,3B x E于点.(1)求抛物线的解析式;(2)将线段绕着点沿顺时针方向旋转得到线段,旋转角为,连接,,求的最小值.(3)为平面直角坐标系中一点,在抛物线上是否存在一点,使得以,,,为顶点的四边形为矩形?若存在,请直接写出点的横坐标;若不存在,请说明理由;【答案】(1);(2;(3)存在,点的横坐标分别为:2,,或. 【分析】(1)待定系数法求二次函数解析式,设解析式为将,两点代入求得,c的值即可;(2)胡不归问题,要求的值,将折线化为直线,构造相似三角形将转化为,再利用三角形两边之和大于第三边求得最值;(3)分2种情形讨论:①AB 为矩形的一条边,利用等腰直角三角形三角形的性质可以求得N 点的坐标;②AB 为矩形的对角线,设R 为AB 的中点,RN =AB ,利用两点距离公式求解方程可得N 点的坐标. F OE О'OE ()090αα︒<<︒'AE 'BE 13''BE AE +M N A B M N N 223y x x =−−+N 1−12−+12−2y x bx c =−++()1,0C ()0,3B b 13''BE AE +13'AE 13'DE 13''BE AE +12【详解】解:(1)∵过,∴∴,∴抛物线的解析式为: (2)在上取一点,使得,连接,∵对称轴.∴, ,∴,∴ ∴ ∴ 当,,三点在同一点直线上时,最小为.在中,, ∴ 即. (3)情形①如图,AB 为矩形的一条边时,联立得 2y x bx c =−++()1,0C ()0,3B 103b c c −++=⎧⎨=⎩2b =−3c =223y x x =−−+OE D 13OD OE ='AE BD 11'33OD OE OE ==3112x −+==−()1,0E −1OE ='1OE OE ==3OA ='1'3OE OD OA OE ==''DOE E OA ∠=∠''DOE E OA ∆∆∽1''3DE AE =1''''3BE AE BE DE +=+B 'E D ''BE DE +BD Rt BOD ∆13OD =3OB =3BD ===13''BE AE +2023y y x x =⎧⎨=−−+⎩31,00x x y y =−=⎧⎧⎨⎨==⎩⎩是等腰,分别过 两点作的垂线,交于点,过作轴,轴,,也是等腰直角三角形 设,则,所以代入,解得,(不符题意,舍) 同理,设,则 ,所以代入,解得,(不符题意,舍)② AB 为矩形的对角线,设R 为AB 的中点,则 , 设 ,则 整理得: 解得:(不符题意,舍),(不符题意,(3,0),3A OA ∴−=3OB =ABO ∴Rt 45BAO ∠=︒,A B AB 223y x x =−−+12,N N 12,N N 1N Q y ⊥2N P x ⊥1245QBN PAN ∴∠=∠=︒∴1BN Q △2AN P △QB m =1N Q m =1(,3)N m m −+223y x x =−−+11m =20m =∴1(1,4)N −OP n ==3PN n +2(,3)N n n −−223y x x =−−+1n 2=23n =−2(2,-5)N∴12RN AB =()3,0,()0,3A B −33(,)22R ∴−AB ==122RB AB ∴==12RN AB==2RN ∴2(,23)N x x x −−+222233()(2)()222x x x +++−=2(3)(1)0x x x x ++−=1=0x 23x =−舍),, 综上所述:点的横坐标分别为:2,,【点睛】本题考查了二次函数的性质,待定系数法求解析式,三角形相似,勾股定理,二次函数与一次函数交点,矩形的性质,等腰直角三角形性质,平面直角坐标系中两点距离计算等知识,能正确做出辅助线,找到相似三角形是解题的关键.14.(2022·广西·南宁三中一模)如图,二次函数21y ax bx =++的图象交x 轴于点()2,0A −、()10B ,,交y 轴于点C ,点D 是第四象限内抛物线上的动点,过点D 作//DE y 轴交x 轴于点E ,线段CB 的延长线交DE 于点M ,连接OM 、BD 交于点N ,连接AD .(1)求二次函数的表达式;(2)当OEM DBE S S =时,求点D 的坐标及sin DAE ∠;(3)在(2)的条件下,点P 是x 轴上一个动点,求DP 的最小值. 31=2x −+41=2x −∴N 1−12−OEM DBE S S=,∴1BE a =−,EM【点睛】主要考查了待定系数法求函数的解析式,函数图象上点的坐标特征,勾股定理,垂线段最短,轴对称的性质,以及解直角三角形的知识,要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系,解决相关问题.15.(2022·广东·东莞市三模)已知,如图,二次函数2y ax bx c =++图像交x 轴于(1,0)A −,交y 交轴于点(0,3)C ,D 是抛物线的顶点,对称轴DF 经过x 轴上的点(1,0)F .(1)求二次函数关系式;(2)对称轴DF 与BC 交于点M ,点P 为对称轴DF 上一动点.①求AP 的最小值及取得最小值时点P 的坐标; ②在①的条件下,把APF 沿着x 轴向右平移t 个单位长度(04)t ≤≤时,设APF 与MBF 重叠部分面积记为S ,求S 与t 之间的函数表达式,并求出S 的最大值.则sinPH PD FDB=⋅∠=依“垂线段最短”得此时AH∵sinAH DF OBDAB DB ∠==16.(2022·天津·中考模拟)如图,在△ACE中,CA=CE,∠CAE=30°,⊙O经过点C,且圆的直径AB在线段AE上.(1)证明:CE是⊙O的切线;(2)若△ACE中AE边上的高为h,试用含h的代数式表示⊙O的直径AB;(3)设点D是线段AC上任意一点(不含端点),连接OD,当CD+OD的最小值为6时,求⊙O的直径AB的长.【答案】(1)见解析;(2)(3)AB=【解析】(1)连接OC,如图,∵CA=CE,∠CAE=30°,∴∠E=∠CAE=30°,∠COE=2∠A=60°,∴∠OCE=90°,∴CE是⊙O的切线;(2)过点C作CH⊥AB于H,连接OC,如图,由题可得CH=h.在Rt△OHC中,CH=OC•sin∠COH,∴h=OC•sin60°=OC,∴OC=,∴AB=2OC=;(3)作OF平分∠AOC,交⊙O于F,连接AF、CF、DF,如图,则∠AOF=∠COF=∠AOC=(180°﹣60°)=60°.∵OA=OF=OC,∴△AOF、△COF是等边三角形,∴AF=AO=OC=FC,∴四边形AOCF是菱形,∴根据对称性可得DF=DO.过点D作DH⊥OC于H,∵OA=OC,∴∠OCA=∠OAC=30°,∴DH=DC•sin∠DCH=DC•sin30°=DC,∴+OD=DH+FD.根据两点之间线段最短可得:当F、D、H三点共线时,DH+FD CD+OD)最小,此时FH=OF•sin∠FOH==6,则OF=,AB=2OF=8.∴当CD+OD的最小值为6时,⊙O的直径AB的长为8.。
2023年中考高频数学专题突破--二次函数的最值问题(含解析)

2023年中考高频数学专题突破--二次函数的最值问题1.永嘉某商店试销一种新型节能灯,每盏节能灯进价为18元,试销过程中发现,每周销量y(盏)与销售单价x(元)之间关系可以近似地看作一次函数y=﹣2x+100.(利润=售价﹣进价)(1)写出每周的利润w(元)与销售单价x(元)之间函数解析式;(2)当销售单价定为多少元时,这种节能灯每周能够获得最大利润?最大利润是多少元?(3)物价部门规定,这种节能灯的销售单价不得高于30元.若商店想要这种节能灯每周获得350元的利润,则销售单价应定为多少元?2.经市场调查,某种商品在第x天的售价与销量的相关信息如下表;已知该商品的进价为每件30元,设销售该商品每天的利润为y元.(1)求出y与x的函数关系式(2)问销售该商品第几天时,当天销售利润最大?最大利润是多少?.3.为了节省材料,某水产养殖户利用水库的岸堤(岸堤足够长)为一边,用总长为80m的围网在水库中围成了如图所示的①②③三块矩形区域,而且这三块矩形区域的面积相等.设BC的长度为xm,矩形区域ABCD的面积为ym2.(1)求y与x之间的函数关系式,并注明自变量x的取值范围;(2)x为何值时,y有最大值?最大值是多少?4.小明投资销售一种进价为每件20元的护眼台灯.销售过程中发现:每月的销售量y(件)与销售单价x(元/件)之间的关系可近似地看作一次函数y=-10x+500,在销售过程中销售单价不低于成本价,而每件的利润不高于成本价的60%.(1)设小明每月获得利润为w(元),求每月获得利润w(元)与销售单价x(元/件)之间的函数表达式,并确定自变量x的取值范围;(2)当销售单价定为多少元/件时,每月可获得最大利润?每月的最大利润是多少?5.自2020年3月开始,我国生猪、猪肉价格持续上涨,某大型菜场在销售过程中发现,从2020年10月1日起到11月9日的40天内,猪肉的每千克售价与上市时间的关系用图1的一条折线表示:猪肉的进价与上市时间的关系用图2的一段抛物线()2=-+表示.y a x30100(1)a=;(2)求图1表示的售价P与时间x的函数关系式;(3)问从10月1日起到11月9日的40天内第几天每千克猪肉利润最低,最低利润为多少?6.2022年冬奥会即将在北京召开,某网络经销商购进了一批以冬奥会为主题的文化衫进行销售,文化衫的进价每件40元,每月销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系如图所示,设每月获得的利润为W(元).(1)求出每月的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;(2)这种文化衫销售单价定为多少元时,每月的销售利润最大?最大利润是多少元?(3)为了扩大冬奥会的影响,物价部门规定这种文化衫的销售单价不高于60元,该商店销售这种文化衫每月要获得最大利润,销售单价应定为多少元?每月的最大利润为多少元?7.我市绿色和特色农产品在国际市场上颇具竞争力,其中香菇远销日本和韩国等地.上市时,外贸商李经理按市场价格10元/千克在我市收购了2000千克香菇存放入冷库中.请根据李经理提供的预测信息(如下图)帮李经理解决以下问题:(1)若存放x天后,将这批香菇一次性出售,设这批香菇的销售总金额.....为y 元,试写出y与x之间的函数表达式;(销售总金额=销售单价×销售量)(2)将这批香菇仔放多少天后出售可获得最大利润..?最大利润是多少?8.“绿水青山就是金山银山”的理念已融入人们的日常生活中,因此,越来越多的人喜欢骑自行车出行,某自行车店在销售某型号自行车时,标价1500元已知拔标价九折销售该型号自行车8辆与将标价直降100元销售7辆获利相同。
2023年中考数学常见几何模型之最值模型阿氏圆问题

专题11 最值模型-阿氏圆问题最值问题在中考数学常以压轴题的形式考查,“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,主要考查转化与化归等的数学思想。
在各类考试中都以高档题为主,中考说明中曾多处涉及。
本专题就最值模型中的阿氏圆问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【模型背景】已知平面上两点A、B,则所有满足PA=k·PB(k≠1)的点P的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”。
【模型解读】如图 1 所示,⊙O的半径为r,点A、B都在⊙O外,P为⊙O上一动点,已知r=k·OB,连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?如图2,在线段OB上截取OC使OC=k·r,则可说明△BPO与△PCO相似,即k·PB=PC。
故本题求“PA+k·PB”的最小值可以转化为“PA+PC”的最小值,其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C三点共线时,“PA+PC”值最小。
如图3所示:注意区分胡不归模型和阿氏圆模型:在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“k·P A+PB”最值问题,其中P点轨迹是直线,而当P点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.【最值原理】两点之间线段最短及垂线段最短解题。
例1.(2022·安徽·九年级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C 为圆心、3为半径作⊙C ,P 为⊙C 上一动点,连接AP 、BP ,则13AP +BP 的最小值为( )A .7B .C.4D.例2.(2020·广西中考真题)如图,在Rt 中,AB =AC =4,点E ,F 分别是AB ,AC 的中点,点P 是扇形AEF 的上任意一点,连接BP ,CP ,则BP +CP 的最小值是_____.ABC V »EF12.【分析】在AB 上取一点T ,使得AT =1,连接PT ,P A ,CT .证明,推出==,推出PT =PB ,推出PB +CP =CP +PT ,根据PC +PT ≥TC ,求出CT即可解决问题.【详解】解:在AB 上取一点T ,使得AT =1,连接PT ,P A,CT .∵P A =2.AT =1,AB =4,∴P A 2=AT •AB ,∴=, ∵∠P AT=∠P AB ,∴,∴==,∴PT =PB ,∴PB +CP=CP +PT ,∵PC +PT ≥TC ,在Rt 中,∵∠CAT =90°,AT =1,AC =4, ∴CT PB +PC ,∴PB +PC .故答.【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质,三角形相似的判定与性质,勾股定理的应用,三角形的三边关系,圆的基本性质,掌握以上知识是解题的关键.例3.(2022·四川成都·模拟预测)如图,已知正方ABCD 的边长为6,圆B 的半径为3,点P 是圆B 上的一个动点,则12PD PC −的最大值为_______.PAT BAP V V ∽PT PB AP AB 1212124=PA ATABPA PAT BAP V V ∽PT PB AP AB 121212ACT V 1212例4.(2022·浙江·舟山九年级期末)如图,矩形ABCD 中,4,2AB AD ==,以B 为圆心,以BC 为半径画圆交边AB 于点E ,点P 是弧CE 上的一个动点,连结,PD PA ,则12AP DP +的最小值为( )A BC D【点睛】本题考查矩形和圆的基本性质,相似三角形的性质和判定,解题的关键是构造相例5.(2022·广东·广州市第二中学九年级阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,A (2,0),B (0,2),C (4,0),D (5,3),点P 是第一象限内一动点,且135APB ∠=︒,则4PD +2PC 的最小值为_______.例6.(2021·浙江金华·一模)问题提出:如图1,在等边△ABC中,AB=9,⊙C半径为3,P为圆上一动点,连结AP,BP,求AP+13BP的最小值(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路,通过构造一对相似三角形,将13BP转化为某一条线段长,具体方法如下:(请把下面的过程填写完整)如图2,连结CP,在CB上取点D,使CD=1,则有13== CD CP CP CB又∵∠PCD=∠△∽△∴13=PDBP∴PD=13BP∴AP+13BP=AP+PD∴当A,P,D三点共线时,AP+PD取到最小值请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+13BP的最小值为.(2)自主探索:如图3,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P为矩形内部一点,且PB=4,则1AP+PC的最小值为.(请在图3中添加相应的辅助线)2(3)拓展延伸:如图4,在扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4.OA=2,OB=3,点P是»CD上一点,求2P A+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.例7.(2022·广东·二模)(1)初步研究:如图1,在△P AB中,已知P A=2,AB=4,Q为AB 上一点且AQ=1,证明:PB=2PQ;(2)结论运用:如图2,已知正方形ABCD的边长为4,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推广:如图3,已知菱形ABCD的边长为4,∠A=60°,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC−PB的最大值.(3)如图,在AB 上取一点,使得AQ =1,连接AP ,PQ ,P ′,过点C 作CH 垂直AB 的延长线于点H .易得AP =2,AB 由(1)得PB =2PQ ,∴2=2PC −2PQ =2(PC −PQ ) ,∵PC −PQ ≤QC ,∴当点P 交⊙A 的点P ′时,PC −PQ 的值最大.例8.(2022·江苏·苏州九年级阶段练习)阅读以下材料,并按要求完成相应的任务.已知平面上两点AB 、,则所有符合0(PAk k PB=>且1)k ≠的点P 会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆. 阿氏圆基本解法:构造三角形相似.【问题】如图1,在平面直角坐标中,在x 轴,y 轴上分别有点()(),0,0,C m D n ,点P 是平面内一动点,且OP r =,设OPk OD=,求PC kPD +的最小值.阿氏圆的关键解题步骤:第一步:如图1,在OD 上取点M ,使得::OM OP OP OD k ==;第二步:证明kPD PM =;第三步:连接CM ,此时CM 即为所求的最小值. 下面是该题的解答过程(部分):解:在OD 上取点M ,使得::OM OP OP OD k ==, 又,POD MOP POMDOP ∠=∠∴.任务:()1将以上解答过程补充完整.()2如图2,在Rt ABC V 中,90,4,3,ACB AC BC D ∠=︒==为ABC V 内一动点,满足2CD =,利用()1中的结论,请直接写出23AD BD +的最小值.课后专项训练1.(2022·福建南平九年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C为圆心、3为半径作⊙C,P为⊙C上一动点,连接AP、BP,则13AP+BP的最小值为()B.C.D.A.【点睛】本题考查相似三角形,解直角三角形;懂得依题意作辅助线构造相似三角形是解题的关键.2.(2022·江苏·无锡市九年级期中)如图,⊙O与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N,⊙O半径为3,点A(0,1),点B(2,0),点P在弧MN上移动,连接P A,PB,则3P A+PB的最小值为___.3.(2022·陕西·三模)如图,在四边形ABCD中,AB=,,设•=∠=∠=︒260AC BAC ACD=,则k的最小值为___________.AD k BD1##1−在Rt ACJ V 中,260AC CAJ =∠=︒,,∴∴AB CD ∥,∵BM CD CJ AB ⊥⊥,,∴四边形BJCM4.(2022·湖北武汉·模拟预测)【新知探究】新定义:平面内两定点A, B ,所有满足PA PB=k ( k 为定值)的P 点形成的图形是圆,我们把这种圆称之为“阿氏圆”,【问题解决】如图,在△ABC 中,CB = 4 ,AB= 2AC ,则△ABC 面积的最大值为_____.5.(2022·浙江·九年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E 分别是边BC、AC上的两个动点,且DE=4,P是DE的中点,连接P A,PB,则P A+PB 的最小值为.【解答】解:如图,在CB上取一点F,使得CF=,连接PF,AF.∵∠DCE=90°,DE=4,DP=PE,∴PC=DE=2,∵=,=,∴=,∵∠PCF=∠BCP,∴△PCF∽△BCP,∴==,∴PF=PB,∴P A+PB=P A+PF,∵P A+PF≥AF,AF===,∴P A+PB≥,∴P A+PB的最小值为,故答案为.6.(2022·江苏·苏州九年级阶段练习)如图,正方形ABCD的边长为4,点E为边AD上一个动点,点F在边CD上,且线段EF=4,点G为线段EF的中点,连接BG、CG,则BG +12CG 的最小值为 _____.7.(2022·山西·九年级专题练习)如图,在ABC V 中,90,2B AB CB ∠=︒==,以点B 为圆心作圆B 与AC 相切,点P 为圆B 上任一动点,则PA PC 的最小值是___________.8.(2022·湖北·九年级专题练习)如图,已知正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,PC的最大值为_____.点P是⊙B上的一个动点,则PD﹣129.(2022·北京·九年级专题练习)如图,边长为4的正方形,内切圆记为⊙O,P是⊙O上A+PB的最小值为________.OP=r=12BC=2,OB=∵222OPOI==,OBOP=∴22PI OIPB OP==,∴PI10.(2022·山东·九年级专题练习)如图,在Rt ABC V 中,90ACB ∠=︒,4CB =,6CA =,圆C 半径为2,P 为圆上一动点,连接,2,1A A P P P P B B +最小值__________.13BP AP +最小值__________.11.(2022·重庆·九年级专题练习)(1)如图1,已知正方形ABCD的边长为9,圆B的半径为6,点P是圆B上的一个动点,那么PD+23PC的最小值为__,PD﹣23PC的最大值为__.(2)如图2,已知菱形ABCD的边长为4,∠B=60°,圆B的半径为2,点P是圆B上的一个动点,那么PD+12PC的最小值为__,PD﹣12PC的最大值为__.如图3中,在BC 上取一点6342PB BG ==Q,BC PB PBG CBP ∴V :V ,∴221PB BG ==Q,422BC PB ==,PBG CBP ∴V :V ,PG BG PC PB ∴=PD PG DG +≥Q (当且仅当G 12.(2022·江苏淮安·九年级期中)问题提出:如图1,在等边△ABC 中,AB =12,⊙C 半径为6,P 为圆上一动点,连结AP ,BP ,求AP +12BP 的最小值.(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图2,连接CP ,在CB 上取点D ,使CD =3,则有CD CP =CP CB=12,又∵∠PCD =∠BCP ,∴△PCD ∽△BCP ,∴PD BP =12,∴PD =12BP ,∴AP +12BP =AP +PD .请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP +12BP的最小值为.(2)自主探索:如图1,矩形ABCD中,BC=7,AB=9,P为矩形内部一点,且PB=3,1 3AP+PC的最小值为.(3)拓展延伸:如图2,扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,点P是»CD上一点,求2PA+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.13.(2022·湖北·九年级专题练习)(1)如图1,已知正方形ABCD 的边长为4,圆B 的半径为2,点P 是圆B 上的一个动点,求12PD PC +4PC +的最小值,12PD PC −的最大值.(2)如图2,已知正方形ABCD 的边长为9,圆B 的半径为6,点P 是圆B 上的一个动点,求23PD PC +的最小值,23PD PC −的最大值,PC 的最小值.(3)如图3,已知菱形ABCD 的边长为4,=60B ∠︒,圆B 的半径为2,点P 是圆B 上的一个动点,求12PD PC +的最小值和12PD PC −的最大值.PC 的最小值PB BC2414.(2022·山东聊城·二模)如图,抛物线2y x bx c =−++经过点()4,4A −−,()0,4B ,直线AC 的解析式为162y x =−−,且与y 轴相交于点C ,若点E 是直线AB 上的一个动点,过点E 作EF x ⊥轴交AC 于点F .(1)求抛物线2y x bx c =−++的解析式;(2)点H 是y 轴上一动点,连结EH ,HF ,当点E 运动到什么位置时,四边形EAFH 是矩形?求出此时点E ,H 的坐标;(3)在(2)的前提下,以点E 为圆心,EH 长为半径作圆,点M 为E e 上以动点,求12AM CM +的最小值.15.(2022·江苏泰州·一模)如图,已知Rt ABC ∆中,90C ∠=︒,6AC =,9AB =,E 是AB 上的一点,5BE =,点D 是线段BC 上的一个动点,沿AD 折叠ACD ∆,点C 与C '重合,连接BC '.(1)求证:AEC AC B ''∆∆∽;(2)若点F 是BC 上的一点,且BF =,①若BC F '∆与BC E '∆2)中作出折叠后的AC D '∆(保留作图痕迹,不写作法);②求32BC FC ''+的最小值.②如图,由(1)知:△AEC′∽△AC′B,∴AE ACAC AB'='=6293=,∴EC′=23BC′,∵BC′+32FC′=32(23BC′+FC′)=32(EC′+FC′),当E、C′、F三点共线时,EC′+FC′最短,即EC′+∴BC′+32FC′的最小值为32EF,在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC=22AB AC−过点E作EG⊥CB于G,∴∠C=∠EGB=90°,∴ACBC AB AC16.(2022·广东·九年级专题练习)如图1,已知正方形ABCD,AB=4,以顶点B为直角顶点的等腰Rt△BEF绕点B旋转,BE=BF AE,CF.(1)求证:△ABE ≌△CBF .(2)如图2,连接DE ,当DE =BE 时,求S △BCF 的值.(S △BCF 表示△BCF 的面积)(3)如图3,当Rt △BEF 旋转到正方形ABCD 外部,且线段AE 与线段CF 存在交点G 时,若M 是CD 的中点,P 是线段DG+PG 的值最小时,求MP 的值. 【答案】(1)见解析(2)2或【分析】(1)由“SAS ”可证△ABE ≌△CBF ;(2)由“SSS ”可证△ADE ≌△ABE ,可得∠DAE =∠BAE =45°,可证AH =EH ,由勾股定理可求BE 的长,即可求解;(3)先确定点P 的位置,过点B 作BQ ⊥CF 于Q ,由勾股定理可求CE 的长,由平行线分线段成比例可求解.(1)证明:∵四边形ABCD 是正方形,∴AB =BC ,∠ABC =90°, ∵∠EBF =90°=∠ABC ,∴∠ABE =∠CBF , 又∵BE =BF ,AB =BC ,在△ABE 和△CBF 中,AB CB ABE CBF BE BF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ABE ≌△CBF (SAS ); (2)解:如图2,过点E 作EH ⊥AB 于H ,∵△ABE ≌△CBF ,∴S △ABE =S △CBF ,∵AD =AB ,AE =AE ,DE =BE ,∴△ADE ≌△ABE (SSS ), ∴∠DAE =∠BAE =45°,∵EH ⊥AB ,∴∠EAB =∠AEH =45°,∴AH =EH ,17.(2022·河北·九年级专题练习)如图1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圆C的半径为2,点P为圆上一动点,连接AP,BP,求:①12AP BP+,②2AP BP+,③13AP BP+,④3AP BP+的最小值.【点睛】本题考查圆的基本性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理.正确的作出辅助线,并且理解三点共线时线段最短是解答本题的关键.。
2023年九年级数学中考专题复习——最值问题(将军饮马,胡不归,阿氏圆)

牛吃草最值问题:1.如图,AB 是⊙O 的直径,AB=8,点M 在⊙O 上,∠MAB=20°,N 是弧MB 的中点,P 是直径AB 上的一动点.若MN=1,则△PMN 周长的最小值为.2.如图,点P 是∠AOB 内一定点,点M 、N 分别在边OA 、OB 上运动,若∠AOB =45°,OP =32,则△PMN 周长的最小值为.3.如图,∠AOB 的边OB 与x 轴正半轴重合,点P 是OA 上一动点,点N(6,0)是OB 上的一定点,点M 是ON 中点,∠AOB=30∘,要使PM+PN 最小,则点P 的坐标为.4.如图,Rt △ABC 中,∠ACB=90º,∠CAB=30º, BC=1,将△ABC 绕点B 顺时针转动, 并把各边缩小为原来的一半,得到△DBE ,点A ,B ,E 在一直线上.P 为边DB 上的动点,则AP+CP 的最小值为 .5.点A 、B 均在由面积为1的相同小矩形组成的网格的格点上,建立坐标系如图所示.若P 是x 轴上使得PA PB -的值最大的点,Q 是y 轴上使得QA+QB 的值最小的点,则OP OQ ⋅= .N M O P B A Ay6.如图,当四边形PABN 的周长最小时,a =.7.矩形OACB 的顶点O 在坐标原点,顶点A 、B 分别在x 轴、y 轴的正半轴上,OA=3,OB =4,D 为边OB 的中点. 若E 、F 为边OA 上的两个动点,且EF =2,当四边形CDEF 的周长最小时,则点F 的坐标为8.如图,在Rt △ABO 中,∠OBA =90°,A (4,4),点C 在边AB 上,且=,点D 为OB 的中点,点P 为边OA 上的动点,当点P 在OA 上移动时,使四边形PDBC 周长最小的点P 的坐标为三角形条件及隐圆最值问题1.如图,在边长为2的菱形ABCD 中,∠A=60°,M 是AD 边的中点,N 是AB 边上一动点,将△AMN 沿MN 所在的直线翻折得到△A′MN ,连接A′C. 则A′C 长度的最小值是.N (a +2,0)P (a ,0)B (4,-1)A (1,-3)O y x F D C B A x y O E F D C B A x y O E2如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=2,把矩形ABCD沿过点A的直线AE折叠点D落在矩形ABCD内部的点D处,则CD′的最小值是3.如图,点P是正方形ABCD的对角线BD上的一个动点(不与B、D重合),连结AP,过点B作直线AP的垂线,垂足为H,连结DH,若正方形的边长为4,则线段DH长度的最小值是.4.如图,AB为直径,C为⊙O上一点,其中AB=4,∠AOC=120°,P为⊙O上的动点,取AP中点Q,连CQ,则线段CQ的最大值为5.如图,矩形ABCD中,AC与BD相交于点E,AD:AB=:1,将△ABD沿BD折叠,点A的对应点为F,连接AF交BC于点G,且BG=2,在AD边上有一点H,使得BH+EH的值最小,此时BH:CF=6.如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为_____.7.如图,A(1,0)、B(3,0),以AB为直径作⊙M,射线OF交⊙M于E、F两点,C为弧AB的中点,D为EF的中点.当射线OF 绕O点旋转时,CD的最小值为________8.如图,点A(1,0),B(1﹣a,0),C(1+a,0)(a>0),点P在以D(4,4)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则a的最大值是______9.AB是半圆O的直径,AB=10,弦AC长为8,点D是弧BC上一个动点,连接AD,作CP⊥AD,垂足为P,连接BP,则BP的最小值是_____10.直线y=x+4 分别与x 轴、y 轴相交与点M、N,边长为2 的正方形OABC 一个顶点O 在坐标系的原点,直线AN 与MC 相交与点P,若正方形绕着点O 旋转一周,则点P 到点(0,2)长度的最小值是__________11.如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,以边AB的中点O为圆心,作半圆与AC相切,点P,Q分别是边BC和半圆上的动点,连接PQ,则PQ长的最大值与最小值的和是x−3与x轴、y轴分别交于A、B两点,P是以C(0,2)为圆心,2为半径的圆上一动点,连结PA、12.如图,已知直线y=34PB.则△PAB面积的最小值是_____.13.如图,C、D是以AB为直径的圆O上的两个动点(点C、D不与A、B重合),在运动过程中弦CD始终保持不变,M是弦CD 的中点,过点C作CP⊥AB于点P.若CD=3,AB=5,PM=x,则x的最大值是14.如图,已知A、B两点的坐标分别为(8,0)、(0,8),点C、F分别是直线x=﹣5和x轴上的动点,CF=10,点D是线段CF的中点,连接AD交y轴于点E,当△ABE面积取得最小值时,tan∠BAD的值是15.如图,抛物线y=x2﹣4与x轴交于A、B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,Q是线段P A的中点,连结OQ.则线段OQ的最大值是16.如图,正方形ABCD和Rt△AEF,AB=5,AE=AF=4,连接BF,DE.若△AEF绕着点A旋转,当∠ABF最大时,S△ADE =17.如图,在直角坐标系中,已知C(3,4),以点C为圆心的圆与y轴相切.点A、B在x轴上,且OA=OB.点P为⊙C上的动点,∠APB=90°,则AB长度的最大值为18.在△ABC中,AB=4,∠C=60°,∠A>∠B,则BC的长的取值范围是19.如图,直线y=x+1与抛物线y=x2﹣4x+5交于A,B两点,点P是y轴上的一个动点,当△P AB的周长最小时,S△P AB=20..如图,△ABC是⊙O的内接三角形,且AB是⊙O的直径,点P为⊙O上的动点,且∠BPC=60°,⊙O的半径为6,则点P到AC距离的最大值是路径问题:1.如图,AB是⊙O的直径,M、N是(异于A、B)上两点,C是上一动点,∠ACB的角平分线交⊙O于点D,∠BAC 的平分线交CD于点E.当点C从点M运动到点N时,则C、E两点的运动路径长的比是2.如图,在圆心角为90°的扇形OAB中,OB=2,P为上任意一点,过点P作PE⊥OB于点E,设M为△OPE的内心,当点P从点A运动到点B时,则内心M所经过的路径长为3.如图,在矩形ABCD中,AB=4,∠DCA=30°,点F是对角线AC上的一个动点,连接DF,以DF为斜边作∠DFE=30°的直角三角形DEF,使点E和点A位于DF两侧,点F从点A到点C的运动过程中,点E的运动路径长是4.等边三角形ABC的边长为6,在AC,BC边上各取一点E,F,连接AF,BE相交于点P.若AF=BE,当点E从点A运动到点C时,则点P经过的路径长为.5.如图,边长为2 的正方形ABCD 的两条对角线交于点O,把BA 与CD 分别绕点B 和点C 逆时针旋转相同的角度,此时正方形ABCD 随之变成四边形A′BCD′.设A′C,BD′交于点O′,若旋转了60°,则点O 运动到点O′所经过的路径长为6.已知等边三角形ABC 的边长为4,点D 是边BC 的中点,点E 在线段BA 上由点B 向点A 运动,连接DE,以DE 为边在DE 右侧作等边三角形DEF.设△DEF 的中心为O,则点 E 由点 B 向点 A 运动的过程中,点O 运动的路径长为胡不归型问题:当 k≠1 且 k 为正数时,若点 P 在某条直线上运动时,此时所求的最短路径问题称之为“胡不归”问题.那么对于当“PA + k·PB”的值最小时,点 P 的位置如何确定呢?过点 P 作 PQ⊥BN,垂足为 Q,如图3则 k·PB = PB·sin∠MBN = PQ.因此,本题求“PA + k·PB”的最小值转化为求“PA +PQ”的最小值,即 A,P,Q 三点共线时最小.1.如图,四边形ABCD是菱形,AB=4,且∠ABC=60°,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,则AM+1BM的最小值为.22.在△ABC中,AB=AC=10,tan A=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则CD+BD的最小值是阿氏圆模型问题:已知平面上两点 A,B,则所有满足 PA + k·PB(k≠1,且 k 为正数),若点 P 的轨迹是一个圆,当点 P 在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”(阿波罗尼斯圆)问题.如图所示,⊙O 的半径为 r,点 A,B 都在圆外,P 为⊙O 上的动点,已知 r = k·OB,连接 PA,PB,则当“PA + k·PB”的值最小时,P 点的位置如何确定?在线段 OB 上截取 OC 使 OC = k·r,则可说明△BPO∽△PCO,即 k·PB = PC.因此,求“PA + k·PB”的最小值转化为求“PA + PC”的最小值,即 A,P,C 三点共线时最小1.已知A(-4,-4)、B(0, 4)、C(0, -6)、 D(0, -1),AB与x轴交于点E,以点E为圆心,ED长为半径作圆,点M为⊙E上AM的最小值.一动点,求CM+122.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,⊙C半径为2,P为圆上一动点,连接AP,BP,则AP+1BP的最小值为.2旋转最值及路径问题:1.如图,点O在线段AB上,OA=1,OB=3,以O为圆心,OA长为半径作⊙O,点M在⊙O上运动,连接MB,以MB为腰作等腰Rt△MBC,使∠MBC=90°,M,B,C三点为逆时针顺序,连接AC,则AC长的取值范围为___________.2.如图,线段AB为⊙O的直径,AB=4,点C为OB的中点,点P在⊙O上运动,连接CP,以CP为一边向上作等边△CPD,连接OD,则OD的最大值为___________.3.如图,在直角坐标系中,已知点A(4,0),点B为y轴正半轴上一动点,连接AB,以AB为一边向下做等边△ABC,连接OC,则OC的最小值为__________4.如图,在Rt△ABC中,AB=BC=2,点P为AB边上一动点,连接CP,以CP为边向下作等腰RT△CPD,连接BD,则BD的最小值为____________.5..如图,在直角坐标系中,已知点A(4,0),点B为直线y=2上一动点,连接AB,以AB为底边向下做等腰Rt△ABC,∠ACB=90°,连接OC,则OC的最小值为__________6.如图,已知点A(3,0),C(0,-4),⊙C的半径为√5,点P为⊙C上一动点,连接AP,若M为AP的中点,连接OM,则OM的最大值为.7.如图,已知△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,AC=2,以点C为圆心,1为半径作圆,点P为⊙C上一动点,连结AP,并绕点A顺时针旋转90°得到AP′,连结CP′,则CP′的取值范围是.8.如图,Rt△ABC中,AC=6,BC=8,∠C=90°.点P是AB边上一动点,D是AC延长线上一点,且AC=CD,连接PD,过点D作.则当点P从点A运动到B点时,点E运动的路径长为DE⊥PD,连接PE,且tan∠DPE=252的一个定点,AC⊥x 轴于点M,交直线y=-x 于点N.若点P 是线段ON 上9.如图,点A 是第一象限内横坐标为3的一个动点,∠APB=30°,BA⊥PA,则点P 在线段ON 上运动时,A 点不变,B 点随之运动.当点P 从点O 运动到点N 时,点B 运动的路径长是旋转构图法(补形)问题:常见旋转模型:1.如图,在△ABC 中,AB=AC=32,∠BAC=120°,点D ,E 都在BC 上,∠DAE=60°,若BD=2CE ,则DE 的长为_____.2.在四边形ABCD 中,AD=4,CD =3,∠ABC=∠ACB =∠ADC=45°,则BD 的长为;3.如图,在△ABC 中,∠ABC=90°,将AB 边绕点A 逆时针旋转90°得到线段AD ,将AC 边绕点C 顺时针旋转90°得到线段CE ,AE 与BD 交于点F .若DF=2,EF=22,则BC 边的长为____________.A D CB E FDE CB A4.如图,菱形ABCD的对角线AC上有一动点P,BC=6,∠ABC=150°,则线段AP+BP+PD的最小值为5.如图,在△ABC中,∠ABC=30°,AB=4 ,BC=5 , P是△ABC内部的任意一点,连接PA , PB , PC,则PA + PB + PC 的最小值为.。
2024年中考数学重难点《几何最值问题》题型及答案解析

重难点几何最值问题中考数学中《几何最值问题》部分主要考向分为五类:一、将军饮马类最值二、动点辅助圆类最值三、四点共圆类最值四、瓜豆原理类最值五、胡不归类最值几何最值问题虽然在中考数学中经常考察的是将军饮马类和辅助圆类,剩余几种虽然不经常考察,但是考到的时候难度都比较大,所以也需要理解并掌握不同类型的几何最值问题的处理办法,这样到考到的时候才能有捷径应对。
考向一:将军饮马类最值一动”“两定异侧普通一动”“两定同侧普通动”两定“一动”两定“两两动”“两定同侧两动”“两定异侧满分技巧将军饮马:。
1.(2023•绥化)如图,△ABC是边长为6的等边三角形,点E为高BD上的动点.连接CE,将CE绕点C 顺时针旋转60°得到CF.连接AF,EF,DF,则△CDF周长的最小值是3+3.【分析】分析已知,可证明△BCE≌△ACF,得∠CAF=∠CBE=30°,可知点F在△ABC外,使∠CAF =30°的射线AF上,根据将军饮马型,求得DF+CF的最小值便可求得本题结果.【解答】解:∵△ABC是等边三角形,∴AC=BC=6,∠ABC=∠BCA=60°,∵∠ECF=60°,∴∠BCE=60°﹣∠ECA=∠ACF,∵CE=CF,∴△BCE≌△ACF(SAS),∴∠CAF=∠CBE,∵△ABC是等边三角形,BD是高,∴∠CBE=∠ABC=30°,CD=AC=3,过C点作CG⊥AF,交AF的延长线于点G,延长CG到H,使得GH=CG,连接AH,DH,DH与AG 交于点I,连接CI,FH,则∠ACG=60°,CG=GH=AC=3,∴CH=AC=6,∴△ACH为等边三角形,∴DH=CD•tan60°=,AG垂直平分CH,∴CI=HI,CF=FH,∴CI+DI=HI+DI=DH=3,CF+DF=HF+DF≥DH,∴当F与I重合时,即D、F、H三点共线时,CF+DF的值最小为:CF+DF=DH=3,∴△CDF的周长的最小值为3+3.故答案为:3+3.2.(2023•德州)如图,在四边形ABCD中,∠A=90°,AD∥BC,AB=3,BC=4,点E在AB上,且AE=1.F,G为边AD上的两个动点,且FG=1.当四边形CGFE的周长最小时,CG的长为.【分析】先确定FG和EC的长为确定的值,得到四边形CGFE的周长最小时,即为CG+EF最小时,平移CG到C'F,作点E关于AD对称点E',连接E'C'交AD于点G',得到CG+EF最小时,点G与G'重合,再利用平行线分线段成比例求出C'G'长即可.【解答】解:∵∠A=90°,AD∥BC,∴∠B=90°,∵AB=3,BC=4,AE=1,∴BE=AB﹣AE=3﹣1=2,在Rt△EBC中,由勾股定理,得EC===,∵FG=1,∴四边形CGFE的周长=CG+FG+EF+EC=CG+EF+1+,∴四边形CGFE的周长最小时,只要CG+EF最小即可.过点F作FC'∥GC交BC于点C',延长BA到E',使AE'=AE=1,连接E'F,E'C',E'C'交AD于点G',可得AD垂直平分E'E,∴E'F=EF,∵AD∥BC,∴C'F=CG,CC'=FG=1,∴CG+EF=C'F+E'F≥E'C',即CG+EF最小时,CG=C'G',∵E'B=AB+AE'=3+1=4,BC'=BC﹣CC'=4﹣1=3,由勾股定理,得E'C'===5,∵AG'∥BC',∴=,即=,解得C'G'=,即四边形CGFE的周长最小时,CG的长为.故答案为:.考向二:动点辅助圆类最值满分技巧动点运动轨迹为辅助圆的三种类型:一.定义法——若一动点到定点的距离恒等于固定长,则该点的运动轨迹为以定点为圆心,定长为半径的圆(或圆弧)二.定边对直角模型原理:直径所对的圆周角是直角思路构造:若一条定边所对的“动角”始终为直角,则直角顶点运动轨迹是以该定边为直径的圆(或圆弧)三.定边对定角模型原理:在同圆或等圆中,同弧所对的圆周角相等思路构造:若一条定边所对的“动角”始终为定角,则该定角顶点运动轨迹是以该定角为圆周角,该定边为弦的圆(或圆弧)1.(2023•徐州)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,CA=CB=3,点D在边BC上.将△ACD沿AD折叠,使点C落在点C′处,连接BC′,则BC′的最小值为.【分析】由折叠性质可知AC=AC'=3,然后根据三角形的三边不等关系可进行求解.【解答】解:∵∠C=90°,CA=CB=3,∴,由折叠的性质可知AC=AC'=3,∵BC'≥AB﹣AC',∴当A、C′、B三点在同一条直线时,BC'取最小值,最小值即为,故答案为.2.(2023•黑龙江)如图,在Rt△ACB中,∠BAC=30°,CB=2,点E是斜边AB的中点,把Rt△ABC绕点A顺时针旋转,得Rt△AFD,点C,点B旋转后的对应点分别是点D,点F,连接CF,EF,CE,在旋转的过程中,△CEF面积的最大值是4+.【分析】线段CE为定值,点F到CE距离最大时,△CEF的面积最大,画出图形,即可求出答案.【解答】解:∵线段CE为定值,∴点F到CE的距离最大时,△CEF的面积有最大值.在Rt△ACB中,∠BAC=30°,E是AB的中点,∴AB=2BC=4,CE=AE=AB=2,AC=AB•cos30°=2,∴∠ECA=∠BAC=30°,过点A作AG⊥CE交CE的延长线于点G,∴AG=AC=,∵点F在以A为圆心,AB长为半径的圆上,∴AF=AB=4,∴点F到CE的距离最大值为4+,∴,故答案为:.3.(2023•大庆模拟)如图,AB是⊙O的直径,AB=4,C为的三等分点(更靠近A点),点P是⊙O上个动点,取弦AP的中点D,则线段CD的最大值为()A.2B.C.D.【分析】如图,连接OD,OC,首先证明点D的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,当点D在CK的延长线上时,CD的值最大,利用勾股定理求出CK即可解决问题.【解答】解:如图,连接OD,OC,∵AD=DP,∴OD⊥P A,∴∠ADO=90°,∴点D的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,AC,当点D在CK的延长线上时,CD的值最大,∵C为的三等分点,∴∠AOC=60°,∴△AOC是等边三角形,∴CK⊥OA,在Rt△OCK中,∵∠COA=60°,OC=2,OK=1,∴CK==,∵DK=OA=1,∴CD=+1,∴CD的最大值为+1,故选:D.考向三:四点共圆类最值满分技巧对角互补的四边形必有四点共圆,即辅助圆产生模型原理:圆内接四边形对角互补∴FD=,在四边形ACBF中,∠ACB=∠AFB=90°,∴A、C、B、F四点共圆,∴∠ACF=∠ABF=45°,∠CAB=∠CFB,∵∠PCD=45°∴∠ACP=∠FCD,又∵△ABE∽△FBD,∴∠BAE=∠BFD,∴∠CAP=∠CFD,∴△CAP∽△CFD,∴,在四边形ACBF中,由对角互补模型得AC+CB=,∴CF=∴,∴AP=1,∴PE=2,故答案为:2考向四:瓜豆原理类最值满分技巧瓜豆原理的特征和结论:∴AB=CD=6,∠B=∠BCD=90°,∵∠BET=∠FEG=45°,∴∠BEF=∠TEG,∵EB=ET,EF=EG,∴△EBF≌△ETG(SAS),∴∠B=∠ETG=90°,∴点G在射线TG上运动,∴当CG⊥TG时,CG的值最小,∵BC=,BE=,CD=6,∴CE=CD=6,∴∠CED=∠BET=45°,∴∠TEJ=90°=∠ETG=∠JGT=90°,∴四边形ETGJ是矩形,∴DE∥GT,GJ=TE=BE=,∴CJ⊥DE,∴JE=JD,∴CJ=DE=3,∴CG=CJ+GJ=+3,∴CG的最小值为+3,故答案为:+3.2.(2023•宿城区二模)如图,矩形ABCD中,AD=6,DC=8,点E为对角线AC上一动点,BE⊥BF,,BG⊥EF于点G,连接CG,当CG最小时,CE的长为.【分析】过点B作BP⊥AC于点P,连接PG,则可得△ABE∽△PBG,进而可知∠BPG为定值,因此CG⊥PG时,CG最小,通过设元利用三角函数和相似比可表示出PG、CP,即可求出结果.【解答】解:如图,过点B作BP⊥AC于点P,连接PG,∵,∠ABC=∠EBF,∴△ABC∽△EBF,∴∠CAB=∠FEB,∵∠APB=∠EGB=90°,∴△ABP∽△EBG,∴=,∠ABP=∠EBG,∴∠ABE=∠PBG,∴△ABE∽△PBG,∴∠BPG=∠BAE,即在点E的运动过程中,∠BPG的大小不变且等于∠BAC,∴当CG⊥PG时,CG最小,设此时AE=x,∵,∴PG=,∵CG⊥PG,∴∠PCG=∠BPG=∠BAC,∴,代入PG=,解得CP=x,∵CP=BC•sin∠CBP=BC•sin∠BAC=,∴x=,∴AE=∴CE=,故答案为:.考向五:胡不归类最值满分技巧胡不归模型解决步骤:模型具体化:如图,已知两定点A、B,在定直线BC上找一点P,使从B走道P,再从P走到A的总时间最小解决步骤:由系数k·PB确定分割线为PBPA在分割线一侧,在分割线PB另一侧依定点B构α角,使sinα=k,α角另一边为BD过点P作PQ⊥BD,转化kPB=PQ过定点A作AH⊥BD,转化(PA+k·PB)min=AH,再依“勾股法”求AH的长即可。
2023年九年级中考高频数学专题练习--二次函数的最值问题

2023年中考高频数学专题练习--二次函数的最值问题1.某工厂为了对新研发的一种产品进行合理定价,将该产品按拟定的价格进行试销,通过对5天的试销情况进行统计,得到如下数据:(1)通过对上面表格中的数据进行分析,发现销量 y (件)与单价 x (元/件)之间存在一次函数关系,求 y 关于 x 的函数关系式(不需要写出函数自变量的取值范围);(2)预计在今后的销售中,销量与单价仍然存在(1)中的关系,且该产品的成本是20元/件.为使工厂获得最大利润,该产品的单价应定为多少?2.如图,已知抛物线 23y ax bx =++ 经过 ()3,0A - , ()1,0B 两点,其顶点为D ,对称轴是直线l ,l 与x 轴交于点H.(1)求该抛物线的解析式; (2)求DBC 的周长;(3)若点P 是该抛物线对称轴l 上的一个动点,求PBC 周长的最小值.3.若二次函数 214y ax x b =++ 与 224y bx x a =++ 均有最最小值,记 1y , 2y 的最小值分别为m ,n.(1)若 4a = , 1b = ,求m ,n 的值.(2)若 0m n += ,求证:对任意的实数 x ,都有 120y y +≥ .(3)若m ,n 均大于0,且 2mn = ,记M 为m ,n 中的较大者,求M 的最小值.4.某书店经营某出版社的同步辅导书,购进时的单价是30元,根据市场调查:销售单价是40元时,销售量是600本,而销售单价每涨1元,就会少售出10本书.(1)设辅导书的销售单价为x 元(x >40),写出销售利润y 与销售单价x 之间的函数关系式;(2)若书店获得了10000元销售利润,求该辅导书的销售单价x应定为多少元?(3)若书店想获得最大利润,应将销售价格定为多少?5.某商场试销一种成本为每件50元的服装,规定试销期间销售单价不低于成本单价,且获利不得高于40%,经试销发现,销售量y(件)与销售单价x(元)符合一次函数y=kx+b,且x=60时,y=50;x=70时,y=40.(1)求一次函数y=kx+b的表达式;(2)若该商场获得利润为W元,试写出利润W与销售单价x之间的关系式;销售单价定为多少元时,商场可获得最大利润,最大利润是多少元?6.为了改善小区环境,某小区决定在一块一边靠墙(墙长25m)的空地上修建一个矩形小花园ABCD,小花园一边靠墙,另三边用总长40m的栅栏围住,如下图所示.若设矩形小花园AB边的长为xm,面积为ym2.(1)求y与x之间的函数关系式;(2)当x为何值时,小花园的面积最大?最大面积是多少?7.某中学课外兴趣活动小组准备围建一个矩形苗圃园,其中一边靠墙,另外三边周长为30米的篱笆围成.已知墙长为18米(如图所示)回答下列问题:(1)设这个苗圃园垂直于墙的一边长为x米.则平行于墙的一边长为;(用含x 的代数式表示)(2)若平行于墙的一边长不小于8米,这个苗圃园的面积有最大值和最小值吗?如果有,求出最大值和最小值;如果没有,请说明理由;8.某商店销售一种商品,经市场调查发现:该商品的周销售量y(件)是售价x(元/件)的一次函数,其售价、周销售量、周销售利润w(元)的三组对应值如下表:注:周销售利润=周销售量×(售价-进价)(1)①求y关于x的函数解析式;②当售价为多少元/件时,周销售利润最大,最大利润是多少(2)由于某种原因,该商品进价提高了m元/件(m>0),物价部门规定该商品售价不得超过65元/件,该商店在今后的销售中,周销售量与售价仍然满足(1)中的函数关系。
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中考数学最值问题
类型一:线段和最小值
例1 如图,在菱形ABCD中,AB=12,∠ABC=60∘,P在AD上,Q在AB上,AP=2,BQ=2,点K是BD的一动点,则PK+QK的最小值为___.
变式1、如图,在菱形ABCD中,AB=12,∠ABC=60∘,P在AD上,Q在AB上,AP=2,BQ=3,点K是BD的一动点,则PK+QK的最小值为___.
变式2、如图,在菱形ABCD中,AB=12,∠ABC=60∘,P在AD上,AP=2,点Q是AB上的一动点,点K是BD上的一动点,则PK+QK的最小值为___.
例2 点A(1,-3),B(4,-1),P(a,0),则AP+BP的最小值是__________.变式1、若点N(a+2,0),连接AB、AP、BN,则当四边形ABNP周长最小时,a=______
变式2、若点Q为(0,b),PQ、AQ、AB、BP, 则当四边形PQAB周长最小时,Q的坐标为_________
课后思考
1、如图,矩形ABCD中,AB=2,BC=3,分别以A. D为圆心,1为半径画圆,E、F分别是A. D 上的一动点,P是BC上的一动点,则PE+PF的最小值是_________
类型二:线段的最值
例4、如图,∠MON=90∘,矩形ABCD的顶点A. B分别在边OM,ON上,当B在边ON上运动时,A随之在边OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=2,BC=1,运动过程中,点D到点O最大距离为___.
课后思考
1、如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,E是AB边的中点,F是线段BC边上的动点,将△EBF沿EF所在直线折叠得到△EB′F,连接B′D,则B′D的最小值是___.
2、如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为___.
类型三:利用函数关系式求最值
例5 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___cm2.
课后思考
如图,已知半径为2的O与直线l相切于点A,点P是直径AB左侧半圆上的动点,过点P作直线l的垂线,垂足为C,PC与O交于点D,连接PA、PB,设PC的长为x(2<x<4)
当x为何值时,PD⋅PC的值最大?最大值是多少?
类型四:利用相似或三角函数转化求最值
例6、在平面直角坐标系中,一次函数x轴于点C,交y轴于点B,D为
(-1
2
,0),A为射线BO上的动点,求
1
2
AB+AD的最小值
课后思考
如图,圆柱形玻璃板,高为12cm,底面周长为18cm,在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm与蜂蜜相对的A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离________cm.
企业安全生产管理机构职责
一、贯彻执行安全生产的法律、法规、规章和有关国家标准、行业标准,参与本单位安全生产决策。
二、组织制定并督促从业人员执行安全生产责任制、规章制度和安全操作规程。
三、开展安全生产检查,查处本单位从业人员不安全行为、物的不安全状态和安全管理问题。
制止和查处违章指挥、违章作业、违反劳动纪律的行为。
四、发现安全事故隐患,督促有关部门和人员及时整改,并报告本单位负责人。
五、定期开展安全生产宣传、教育和培训,推广安全生产先进技术和经验。
六、参与本单位生产工艺、技术、设备的安全性能检测及事故预防措施的制定。
七、参与本单位新建、改建、扩建工程项目安全设施的审查,督促劳动防护用品的发放、使用。
八、组织本单位应急预案的制定及演练。
九、负责事故统计、分析,参加事故调查,对造成伤亡事故的责任人提出处理意见。
十、综合分析企业安全生产中的突出问题,及时向本单位负责人汇报,并会同有关部门提出改进意见。
十一、法律、法规、规章规定的其他安全生产工作。