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复习讲义
第一篇 考点精讲
专题七 图形与变换
微专题(十四) 利用轴对称求最值问题
模型一 “一线两点”型(一动点+两定点)
(1)异侧线段和最小值问题
模型剖析 如图1,两定点,位于直线的异侧,在直线上找一点,
使的值最小.
图1
结论:根据“两点之间线段最短”,可知 的最小值即为图中
线段 的长.
模型应用
图2
1.(2025·山东菏泽·中考改编)如图2,在菱形
中,, ,是对角线 上的一
个动点,,则 的最小值为( ).
A.1 B. C. D.2
提示:当A,,三点共线时, 的值最小,即的最小值为 的长.由菱形的性质,得.又 ,所以 为等边三角形.因为点为 的中点,所以, .由勾股定理,得 .
C
(2)同侧线段和最小值问题
模型剖析 如图3,两定点,位于直线的同侧,在直线上找一点,
使得的值最小.
图3
解题思想:利用轴对称的性质将两定点同侧问题转化为异侧问题,
即可利用(1)中模型解决.
结论:根据“两点之间线段最短”,可知 的最小值即为图中
线段 的长.
模型应用
图4
2.(2024·四川成都·中考)如图4,在平面直角坐标系
中,已知,,过点作轴的垂线, 为
直线上一动点,连接,,则 的最小值
为___.
图70
提示:如图70,作点关于直线的对称点 ,则
点,连接, .由对称的性质,得
.所以 ,即
的最小值为的长.在 中,
, ,由勾股定理,得
.所以 的最小值为5.
答案:5
3.(2024·四川眉山·中考节选)如图5,在平面直角坐标系中,一次函数与反比例函数的图象交于点, ,分别与轴、轴交于, 两点.
图5
(1)求一次函数和反比例函数的解析式.
解:将代入,得
反比例函数的解析式为.
将代入,得 ,解得
图5
.
将,代入 ,得
解得
一次函数的解析式为 .
(2)点在轴上,当的周长最小时,请直接写出点 的坐标.
图5
图71
提示:如图71,作点关于轴的对称点,连接交 轴于点,此时的周长最小., . 设直线对应的函数解析式为,将 ,代入,得 解得直线对应的函数解析式为 .令,得点的坐标为 .
【答案】点的坐标为 .
(3)同侧线段差最大值问题
模型剖析 如图6,两定点,位于直线的同侧,在直线上找一点,
使得的值最大.
图6
解题思想:根据“三角形任意两边之差小于第三边”,可知
,当,, 三点在同一直线上时,等号成立.
结论:的最大值即为图中线段 的长.
模型应用
图7
4.如图7,在菱形中, , ,与交于点, 于点,是的中点,是边 上的一个动点,则 的最大值是_____.
小锦囊当点,,在同一直线上时, 取
最大值,最大值为 的长.
图72
提示:如图72,连接并延长交于点,过点
作于点.当点,, 在同一直线上
时,取最大值,最大值为 的长.由菱形
的性质,得 .因为
,所以 是等边三角形.所以
.从而得, .因为是 的中点,所以
.所以.因为, ,所以
.所以, .从
而得.由勾股定理,得 ,即
的最大值是 .
(4)异侧线段差最大值问题
模型剖析 如图8,两定点,位于直线的异侧,在直线上找一点,
使得的值最大.
图8
解题思想:将两定点异侧问题,利用轴对称的性质转化为同侧问题,
即可利用(3)中模型解决.
结论:的最大值即为图中线段 的长.
模型应用
图9
5.如图9,在正方形中,,与 交于点
,是的中点,点在边上,且, 为对
角线上一个动点,则 的最大值是___.
小锦囊 作点关于的对称点, 的长即为
的最大值.
图73
提示:如图73,作点关于的对称点,连接 ,并延
长交于点,连接.由轴对称性质知, ,此时
,取得最大值.因为四边形
是边长为8的正方形,所以点在 上,
.由为的中点,得. 因为 是
的中点,所以.从而得 .因为
,所以.由此可得 .所以
. 又 ,所以
.故 的最大值为2.
答案:2
模型二 “一点两线”型(两动点+一定点)
图10
(1)周长最小问题
模型剖析 如图10,点是内部一定点,
在上找一点,在上找一点,使得
的周长最小.
解题思想:要使的周长最小,即 的值最小,
只要利用轴对称的性质,将三条线段转化到同一直线上,根据“两点之
间线段最短”即可求解.
结论:周长的最小值即为图中线段 的长.
模型应用
6.(2025·黑龙江绥化·中考改编)如图11,已知 ,点为 内部一定点,点,分别为射线,上的动点.当 的周长最小时,____ .
图11
图74
提示:如图74,分别作点关于, 的对称点,,连接,分别与,交于点, ,连接,,,则, ,,, , .所以 ,此时的周长最小.因为 ,,所以 .从而得 .所以 .
答案:80
图12
7.(2025·四川遂宁·中考模拟)如图12,在平面直角坐
标系中,抛物线与轴交于,
两点,与轴交于点,为的边 上的一
动点,为边上的一动点,点.求 周长
的最小值.
小锦囊 作点关于直线的对称点,点 关于直线
的对称点,连接,由对称性可知,当点 ,
,,共线时,的周长最小,最小值为 的长.
图75
解:将,代入 ,得解得
.
如图75,分别作点关于直线,的对称点, ,
连接,,, .
由轴对称的性质,得,,
的周长=
当点,, ,在同一直线上时, 的周长最小,最小值为的长.
令,则,解得 或
.
又 , .
由轴对称的性质,得, .
∴
点,关于轴对称,
∴ .
周长的最小值为 .
图75
图13
(2)两条线段之和最小问题
模型剖析 如图13,点是内
部的一定点,在上找一点,在
上找一点,使得的值
最小.
解题思想:要使 的值最小,只要利用轴对称的性质,将
, 转化到同一直线上,根据“垂线段最短”即可求解.
结论:的最小值即为图中线段 的长.
模型应用
图14
8.如图14,在菱形中,, ,点
是边的中点,,分别是, 上的动点,连
接,,则 的最小值是( ).
A.6 B. C. D.4.5
小锦囊作点关于的对称点,过点作
于点,交于点,此时的长即为 的
最小值.
图76
提示:如图76,作点关于的对称点 ,过点作于点,交于点 ,此时 取得最小值,且.因为四边形 是菱形,所以点在上.因为, ,所以 .由,得.所以 的最小值是 .
【答案】C
模型三 “两点两线”型(两动点+两定点)
图15
模型剖析 如图15,点,是
内部的两个定点,在, 上分
别取点,,使得四边形 的
周长最小.
解题思想:是定线段,因此只要考虑使 的值最
小即可.类似地,利用轴对称的性质,将这3条线段转化到同一直线上,
根据“两点之间线段最短”即可求解.
结论:四边形周长的最小值即为图中 的值.
模型应用
图16
9.如图16,已知正方形的边长为3,点在 边上且
,点,分别是边, 上的动点(均不与顶点
重合),则四边形 周长的最小值是__________.
小锦囊作点关于的对称点,点关于的对称点 ,则
即为四边形 周长的最小值.
图77
提示:如图77,作点关于的对称点,点关于 的对称点,连接,分别交,于点, ,此时四边形的周长最小.由对称性可知, ,
,, ,所以四边形的周长, ,
.在中, ,所
以四边形周长的最小值是 .
微专题练习(十四) 利用轴对称求最值问题
模型一 “一线两点”型(一动点+两定点)
图1
1.如图1,等边三角形的边长为4,是边 上的高,
点是边的中点,点是上的动点,则线段
的最小值为( ).
A.2 B. C. D.4
图95
提示:由等边三角形“三线合一”的性质知,点B关于
的对称点是点C.如图95,连接交于点,连接 ,
此时的值最小,且 .因
为点是边的中点,所以.在 中,
.故的最小值为 .
【答案】B
图2
2.(2025·内蒙古赤峰·中考模拟)如图2,四边形
为菱形,点,,, 均在坐标轴上,
,点的坐标为,是 的
中点,是上的一个动点,则 的最小
值是( ).
A.3 B.5 C. D.
图96
提示:由菱形的对称性得,点关于 轴的对称点
是的中点,连接交于点 ,如图96,
此时 ,取得最小值.因
为四边形是菱形, ,
,所以, ,
【答案】A
, .从而得是等边三角形.所以 ,
即 的最小值是3.
图3
3.(2025·安徽·模拟)如图3,在 中,
,为上一点, ,
,,以为边作 ,且
,为的中点,连接,则 的最
大值为( ).
A.1 B. C.2 D.
图3
提示:连接.由,为 的中点,得
.在中, ,即
,因此当点A,D, 共线时,
取得最大值,最大值为的长.在
中, .从而得
.故 的最大值为2.
【答案】C
4.如图4,在平面直角坐标系中,,.在轴上找一点 ,使
线段的值最小,则点 的坐标是______.
图4
图97
提示:如图97,连接交轴于点 ,则
.当点,,共线,即点与点
重合时,的值最小.设直线 对应的函
数解析式为,将, 代
入,得 解得 所以
.当时,.故 .
5.(2024·四川广安·中考)如图5,在中,, , ,为直线上一动点,则 的最小值为_________.
图5
图98
提示:如图98,作点关于直线的对称点 ,连接交直线于点,连接交直线 于点,则, ,.当点与点重合时, 的值最小,最小值为.在 中,, 所以.由. 得 .在R中, ,由勾股定理,得 .
6.如图6,在中, ,, , ,为上的动点,则 的最大值为____.
图6
10
图99
提示:如图99,过点作的对称点 ,连接,, ,则, ,.又 ,所以 .在中,.由 ,可知,当,,三点共线,即时, 取得最大值,为10.
图7
7.(2024·四川宜宾·中考节选)如图7(见下一页),
抛物线与轴交于点和点 ,
与轴交于点,其顶点为 .
(1)求抛物线对应的函数解析式及顶点 的坐标.
解:将,代入 ,
得解得
抛物线对应的函数解析式为
, 顶点的坐标为, .
(2)在轴上是否存在点,使得 的周长最小.若存在,则求出点 的坐标;若不存在,则说明理由.
图7
解:在轴上存在点,使得 的周长最小.
如图100,作点,关于轴的对称点 ,,连接交轴于点.
在中,令,得.
解得 或 .
要使 的周长最小,只需最小.
,
图100
当点,,共线时,最小,最小值为的长,此时 的周长也最小.
设直线 对应的函数解析式为,将,, 代入,得
解得
所以直线 对应的函数解析式为.
令,得, 点的坐标为, .
图100
模型二 “一点两线”型(两动点+一定点)
图8
8.如图8,在中,,, 是
高上一动点,是边 上任意一动点,连接
,.若,,,则
的最小值是( ).
A.2.4 B.4 C.4.8 D.3
图8
提示:由等腰三角形的对称性可知,点关于 的
对称点在上,过点B作于点 ,则
的最小值即为的长.由 ,
,得, .因
为 ,所以
.
【答案】C
图9
9.如图9,在四边形中, ,
,分别是边,上的动点, ,当
的周长最小时, 的度数是( ).
A. B. C. D.
图101
提示:如图101,作点D关于的对称点 ,作点D关
于的对称点,则, ,
,.当点,,, 在同一
直线上时,的周长最小.因为 ,
【答案】B
,所以 .设 ,则
.由三角形的内角的定理,得
.解得 .
图10
10.(2025·湖南娄底·中考模拟)如图10,菱形 的
边长为2, ,,分别是, 上
的动点,则 的最小值为____.
图102
提示:如图102,连接,过点作 于点
.由菱形的对称性,得.当点,, 在
同一直线上,且与垂直时, 取得最
小值,最小值为的长.因为 ,
,所以.故的最小值为 .
11.如图11, ,,分别为射线,上的动点, 为
内一定点,连接,,,.若,则 周长的
最小值为___.
图11
图103
提示:如图103,分别作点关于,的对称点, ,
连接,分别交,于点,,连接, ,
,.由轴对称的性质,得 ,
,, ,
.所以 ,此时 的周长最小.由 ,得 是等边三角形.所以.故 的周长的最小值为5.
答案:5
模型三 “两点两线”型(两动点+两定点)
图12
12.如图12,已知 ,,为 内
的两个定点,且 ,, ,
点,分别是, 上的动点,则
的最小值是( ).
A.5 B.7 C.8 D.10
图104
提示:如图104,作点关于直线的对称点 ,连
接,作点关于直线的对称点,连接 ,
.根据轴对称的性质,得, .
所以.当点 ,A,
B,在同一条直线上时, 取得最小
值,最小值为的长,即 的最小值为
【答案】A
的长.根据轴对称的性质,得, .所
以 .从而得
.根据轴对称的性质,得
,.所以 .故
的最小值是5.
13.如图13,在平面直角坐标系中,矩形的顶点 在坐标原点,顶
点,分别在轴、轴上,,两点的坐标分别为, ,线
段在边上移动,保持.当四边形的周长最小时,点
的坐标是_ _______.
图13
图105
提示:如图105,在上截取,作点关于 轴的对
称点,连接,,所以 .因为四边形
是矩形,所以.又 ,所以四边形
是平行四边形.所以.四边形 的周长
,和
的长是定值,所以当最小时,四边形 的周
长最小.当,,三点在同一直线上时, 最小.
因为点的坐标为,所以点的坐标为 .设直线对应的函数解析式为,则 解
得所以直线 对应的函数解析式为
.当时,,所以 .
图105