专题1.1 以几何图形中的动点最值问题为背景的选择填空题-2018年中考数学备考优生百日闯关系列原卷版+解析版

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名称 专题1.1 以几何图形中的动点最值问题为背景的选择填空题-2018年中考数学备考优生百日闯关系列原卷版+解析版
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文件大小 920.4KB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2018-04-11 09:32:46

文档简介

第一关:以几何图形中的动点最值问题为背景的选择填空题
【考查知识点】 “两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
原型----“饮马问题”,“造桥选址问题”。考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
【解题思路】找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
【典型例题】
【例1】(2017江苏南通)如图,矩形ABCD中,AB=10,BC=5,点E,F,G,H分别在矩形ABCD各边上,且AE=CG,BF=DH,则四边形EFGH周长的最小值为(  )
A. 5 B. 10 C. 10 D. 15
【答案】B
【解析】作点E关于BC的对称点E′,连接E′G交BC于点F,此时四边形EFGH周长取最小值,过点G作GG′⊥AB于点G′,如图所示,
∵AE=CG,BE=BE′,
∴E′G′=AB=10,
∵GG′=AD=5,
∴E′G=,
∴C四边形EFGH=2E′G=10,
故选B.
【名师点睛】本题考查了轴对称-最短路径问题,矩形的性质等,根据题意正确添加辅助线是解题的关键.关于最短路线问题:在直线L上的同侧有两个点A、B,在直线L上有到A、B的距离之和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线L的对称点,对称点与另一点的连线与直线L的交点就是所要找的点(注:本题C,D位于OB的同侧).如下图,解决本题的关键:一是找出最短路线,二是根据一次函数与方程组的关系,将两直线的解析式联立方程组,求出交点坐标.
【例2】(2017湖北随州)如图,∠AOB的边OB与x轴正半轴重合,点P是OA上的一动点,点N(3,0)是OB上的一定点,点M是ON的中点,∠AOB=30°,要使PM+PN最小,则点P的坐标为______.
【答案】(, ).
【解析】解:作N关于OA的对称点N′,连接N′M交OA于P,则此时,PM+PN最小,∵OA垂直平分NN′,∴ON=ON′,∠N′ON=2∠AON=60°,∴△NON′是等边三角形,∵点M是ON的中点,∴N′M⊥ON,∵点N(3,0),∴ON=3,∵点M是ON的中点,∴OM=1.5,∴PM=,∴P(, ).故答案为:(, ).
【名师点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,等边三角形的判定和性质,解直角三角形,关键是确定P的位置.
【方法归纳】
在平面几何的动态问题中,求几何量的最大值或最小值问题常会运用以下知识:
三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;
②两点之间线段最短;
③连接直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;
④定圆中的所有弦中,直径最长;
⑤利用对称的性质求两条线段之和最小的问题,解决此类问题的方法为:如图,要求线段l上的一动点P到点A、B距离和的最小值,先作点A关于直线L的对称点A′,连接A′B,则A′B与直线L的交点即为P点,根据对称性可知A′B的长即为PA+PB的最小值,求出A′B的值即可.
【针对练习】
1.(2017山东枣庄)如图,直线与x轴、y轴分别交于点A和点B,点C、D分别为线段AB、OB的中点,点P为OA上一动点,PC+PD值最小时点P的坐标为( )
A.(﹣3,0) B.(﹣6,0) C.(,0) D.(,0)
2.(2017山东菏泽)如图,矩形的顶点的坐标为,是的中点,是上的一点,当的周长最小时,点的坐标是( )
A. B. C. D.
3.(2017山东临沂)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数()的图象与边长是6的正方形的两边,分别相交于,两点,的面积为10.若动点在轴上,则的最小值是( )
A. B.10 C. D.
4.(2017四川泸州)已知抛物线y=x2+1具有如下性质:该抛物线上任意一点到定点F(0,2)的距离与到x轴的距离始终相等,如图,点M的坐标为(,3),P是抛物线y=x2+1上一个动点,则△PMF周长的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
5.(2017辽宁营口)如图,在中,,点在上,,点是上的动点,则的最小值为( )
A. 4 B.5 C. 6 D.7
6.(2017贵州贵阳)如图,在矩形纸片ABCD中,AB=2,AD=3,点E是AB的中点,点F是AD边上的一个动点,将△AEF沿EF所在直线翻折,得到△A′EF,则A′C的长的最小值是______.
7.(2017山东东营)如图,已知菱形ABCD的周长为16,面积为,E为AB的中点,若P为对角线BD上一动点,则EP+AP的最小值为______.
8.(2017四川内江)如图,已知直线l1∥l2,l1、l2之间的距离为8,点P到直线l1的距离为6,点Q到直线l2的距离为4,PQ=,在直线l1上有一动点A,直线l2上有一动点B,满足AB⊥l2,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ=______.
9.(2017贵州六盘水)如图,MN是⊙O的直径,MN=4,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为的中点,P是直径MN上一动点.
(1)利用尺规作图,确定当PA+PB最小时P点的位置(不写作法,但要保留作图痕迹).
(2)求PA+PB的最小值.
10.(2017四川绵阳)将形状、大小完全相同的两个等腰三角形如图所示放置,点D在AB边上,△DEF绕点D旋转,腰DF和底边DE分别交△CAB的两腰CA,CB于M,N两点,若CA=5,AB=6,AB=1:3,则MD+的最小值为 .
11.(2016广西百色)如图,正△ABC的边长为2,过点B的直线l⊥AB,且△ABC与△A′BC′关于直线l对称,D为线段BC′上一动点,则AD+CD的最小值是( )
A.4 B.3C.2D.2+
12.(2016四川雅安)如图,在矩形ABCD中,AD=6,AE⊥BD,垂足为E,ED=3BE,点P、Q分别在BD,AD上,则AP+PQ的最小值为( )
A. B. C. D.
第一关:以几何图形中的动点最值问题为背景的选择填空题
【考查知识点】 “两点之间线段最短”,“垂线段最短”,“点关于线对称”,“线段的平移”。
原型----“饮马问题”,“造桥选址问题”。考的较多的还是“饮马问题”,出题背景变式有角、三角形、菱形、矩形、正方形、梯形、圆、坐标轴、抛物线等。
【解题思路】找点关于线的对称点实现“折”转“直”,近两年出现“三折线”转“直”等变式问题考查。
【典型例题】
【例1】(2017江苏南通)如图,矩形ABCD中,AB=10,BC=5,点E,F,G,H分别在矩形ABCD各边上,且AE=CG,BF=DH,则四边形EFGH周长的最小值为(  )
A. 5 B. 10 C. 10 D. 15
【答案】B
【解析】作点E关于BC的对称点E′,连接E′G交BC于点F,此时四边形EFGH周长取最小值,过点G作GG′⊥AB于点G′,如图所示,
∵AE=CG,BE=BE′,
∴E′G′=AB=10,
∵GG′=AD=5,
∴E′G=,
∴C四边形EFGH=2E′G=10,
故选B.
【名师点睛】本题考查了轴对称-最短路径问题,矩形的性质等,根据题意正确添加辅助线是解题的关键.关于最短路线问题:在直线L上的同侧有两个点A、B,在直线L上有到A、B的距离之和最短的点存在,可以通过轴对称来确定,即作出其中一点关于直线L的对称点,对称点与另一点的连线与直线L的交点就是所要找的点(注:本题C,D位于OB的同侧).如下图,解决本题的关键:一是找出最短路线,二是根据一次函数与方程组的关系,将两直线的解析式联立方程组,求出交点坐标.
【例2】(2017湖北随州)如图,∠AOB的边OB与x轴正半轴重合,点P是OA上的一动点,点N(3,0)是OB上的一定点,点M是ON的中点,∠AOB=30°,要使PM+PN最小,则点P的坐标为______.
【答案】(, ).
【解析】解:作N关于OA的对称点N′,连接N′M交OA于P,则此时,PM+PN最小,∵OA垂直平分NN′,∴ON=ON′,∠N′ON=2∠AON=60°,∴△NON′是等边三角形,∵点M是ON的中点,∴N′M⊥ON,∵点N(3,0),∴ON=3,∵点M是ON的中点,∴OM=1.5,∴PM=,∴P(, ).故答案为:(, ).
【名师点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,等边三角形的判定和性质,解直角三角形,关键是确定P的位置.
【方法归纳】
在平面几何的动态问题中,求几何量的最大值或最小值问题常会运用以下知识:
三角形的三边关系:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边;
②两点之间线段最短;
③连接直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短;
④定圆中的所有弦中,直径最长;
⑤利用对称的性质求两条线段之和最小的问题,解决此类问题的方法为:如图,要求线段l上的一动点P到点A、B距离和的最小值,先作点A关于直线L的对称点A′,连接A′B,则A′B与直线L的交点即为P点,根据对称性可知A′B的长即为PA+PB的最小值,求出A′B的值即可.
【针对练习】
1.(2017山东枣庄)如图,直线与x轴、y轴分别交于点A和点B,点C、D分别为线段AB、OB的中点,点P为OA上一动点,PC+PD值最小时点P的坐标为( )
A.(﹣3,0) B.(﹣6,0) C.(,0) D.(,0)
【答案】C.
【解析】
试题分析:作点D关于x轴的对称点D′,连接CD′交x轴于点P,此时PC+PD值最小,如图所示.
∴直线CD′的解析式为.
令中y=0,则0=,解得:x=,∴点P的坐标为(,0).
故选C.
考点:一次函数图象上点的坐标特征;轴对称﹣最短路线问题;最值问题.
2.(2017山东菏泽)如图,矩形的顶点的坐标为,是的中点,是上的一点,当的周长最小时,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B.
【解析】
3.(2017山东临沂)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数()的图象与边长是6的正方形的两边,分别相交于,两点,的面积为10.若动点在轴上,则的最小值是( )
A. B.10 C. D.
【答案】C
【解析】
故选:C
考点:1、反比例函数与正方形,2、三点之间的最小值
4.(2017四川泸州)已知抛物线y=x2+1具有如下性质:该抛物线上任意一点到定点F(0,2)的距离与到x轴的距离始终相等,如图,点M的坐标为(,3),P是抛物线y=x2+1上一个动点,则△PMF周长的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C.
【解析】
考点:1.二次函数的性质;2.三角形三边关系.
5.(2017辽宁营口)如图,在中,,点在上,,点是上的动点,则的最小值为( )
A. 4 B.5 C. 6 D.7
【答案】B.
【解析】
试题分析:过点C作CO⊥AB于O,延长CO到C′,使OC′=OC,连接DC′,交AB于P,连接CP,此时DP+CP=DP+PC′=DC′的值最小.由DC=1,BC=4,得到BD=3,连接BC′,由对称性可知∠C′BE=∠CBE=45°,于是得到∠CBC′=90°,然后根据勾股定理即可得到结论.
过点C作CO⊥AB于O,延长CO到C′,使OC′=OC,连接DC′,交AB于P,连接CP.
此时DP+CP=DP+PC′=DC′的值最小.
∵DC=1,BC=4,∴BD=3,
连接BC′,由对称性可知∠C′BE=∠CBE=45°,∴∠CBC′=90°,
∴BC′⊥BC,∠BCC′=∠BC′C=45°,∴BC=BC′=4,
根据勾股定理可得DC′=.
故选B.

考点:轴对称﹣最短路线问题;等腰直角三角形.
6.(2017贵州贵阳)如图,在矩形纸片ABCD中,AB=2,AD=3,点E是AB的中点,点F是AD边上的一个动点,将△AEF沿EF所在直线翻折,得到△A′EF,则A′C的长的最小值是______.
【答案】.
【点睛】本题考查了翻折变换、矩形的性质、勾股定理、三角形的三边关系等,连接CE是解决本题的关键.
7.(2017山东东营)如图,已知菱形ABCD的周长为16,面积为,E为AB的中点,若P为对角线BD上一动点,则EP+AP的最小值为______.
【答案】.
故答案为2.
考点:1、轴对称﹣最短问题,2、菱形的性质
8.(2017四川内江)如图,已知直线l1∥l2,l1、l2之间的距离为8,点P到直线l1的距离为6,点Q到直线l2的距离为4,PQ=,在直线l1上有一动点A,直线l2上有一动点B,满足AB⊥l2,且PA+AB+BQ最小,此时PA+BQ=______.
【答案】16.
考点:轴对称﹣最短路线问题;平行线的性质;动点型;最值问题;综合题.
9.(2017贵州六盘水)如图,MN是⊙O的直径,MN=4,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为的中点,P是直径MN上一动点.
(1)利用尺规作图,确定当PA+PB最小时P点的位置(不写作法,但要保留作图痕迹).
(2)求PA+PB的最小值.
【答案】(1)作图见解析;(2)2.
【解析】试题分析:(1)画出A点关于MN的称点A′,连接A′B,就可以得到P点;
(2)利用∠AMN=30°得∠AON=∠A′ON=60°,又B为弧AN的中点,∴∠BON=30°,所以∠A′OB=90°,再求最小值2.
试题解析:
(1)如图,点P即为所求作的点.
(2)由(1)可知,PA+PB的最小值为 A′B的长,
∴ OA′=OB= MN=2,
在Rt△A′OB中,A′B==2 ,
即PA+PB的最小值为2.
10.(2017四川绵阳)将形状、大小完全相同的两个等腰三角形如图所示放置,点D在AB边上,△DEF绕点D旋转,腰DF和底边DE分别交△CAB的两腰CA,CB于M,N两点,若CA=5,AB=6,AB=1:3,则MD+的最小值为 .
【答案】 .
【解析】
考点:相似三角形的判定与性质;等腰三角形的性质;旋转的性质;最值问题;综合题.
11.(2016广西百色)如图,正△ABC的边长为2,过点B的直线l⊥AB,且△ABC与△A′BC′关于直线l对称,D为线段BC′上一动点,则AD+CD的最小值是( )
A.4 B.3C.2D.2+
【答案】C
【解析】
试题分析:连接CC′,连接A′C交y轴于点D,连接AD,此时AD+CD的值最小,根据等边三角形的性质即可得出四边形CBA′C′为菱形,根据菱形的性质即可求出A′C的长度,从而得出结论.
连接CC′,连接A′C交l于点D,连接AD,此时AD+CD的值最小,如图所示.
∵△ABC与△A′BC′为正三角形,且△ABC与△A′BC′关于直线l对称,
∴四边形CBA′C′为边长为2的菱形,且∠BA′C′=60°,
∴A′C=2×A′B=2.
考点:(1)轴对称-最短路线问题;(2)等边三角形的性质.
12.(2016四川雅安)如图,在矩形ABCD中,AD=6,AE⊥BD,垂足为E,ED=3BE,点P、Q分别在BD,AD上,则AP+PQ的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D.
【解析】
试题分析:
考点:矩形的性质;轴对称-最短路线问题;最值问题.
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