2020中考常见最值问题总结归纳微专题四:几何最值—双线段最值(PA+K .PB)型(原卷+解析版)

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名称 2020中考常见最值问题总结归纳微专题四:几何最值—双线段最值(PA+K .PB)型(原卷+解析版)
格式 zip
文件大小 1.8MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 数学
更新时间 2020-04-17 22:08:06

文档简介



微专题四:双线段最值+(PA+K*PB)型


类型一:胡不归模型
考法指导
胡不归模型问题解题步骤如下;
将所求线段和改写为“PA+PB”的形式(<1),若>1,提取系数,转化为小于1的形式解决。
在PB的一侧,PA的异侧,构造一个角度α,使得sinα=
最后利用两点之间线段最短及垂线段最短解题
【典例精析】
例题1. 如图1-1所示,A是出发地,B是目的地,直线AD为驿道,AD以外为砂地,在驿道和砂地上的行走的速度分别为V1和V2,在AC上找一点D,使从A→D→B的行走时间最短。




【解法】step1:设总时间t,,提取系数转化为BD+AD(<1)形式;
Step2:如图1-2在AD一侧构造α,使sinα=,根据锐角三角函数定义则有AD=DG,问题则转化为BD+DG最小值问题;
Step3:根据两点之间线段最短易知DG+DB≥BG,当且仅当B、D、G三点共线时取等号如图1-3所示,再利用垂线段最短,只需过点B作BG⊥AE于点G,此时垂线段即所求最小值。

【针对训练】

1.(2019·湖南中考真题)如图,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则的最小值是( )

A. B. C. D.10
【答案】B
【详解】
如图,作DH⊥AB于H,CM⊥AB于M.

∵BE⊥AC,
∴∠AEB=90°,
∵tanA==2,设AE=a,BE=2a,
则有:100=a2+4a2,
∴a2=20,
∴a=2或-2(舍弃),
∴BE=2a=4,
∵AB=AC,BE⊥AC,CM⊥AB,
∴CM=BE=4(等腰三角形两腰上的高相等))
∵∠DBH=∠ABE,∠BHD=∠BEA,
∴,
∴DH=BD,
∴CD+BD=CD+DH,
∴CD+DH≥CM,
∴CD+BD≥4,
∴CD+BD的最小值为4.
故选B.
2.(2019·湖南中考真题)已知抛物线过点,两点,与y轴交于点C,.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)过点A作,垂足为M,求证:四边形ADBM为正方形;
(3)点P为抛物线在直线BC下方图形上的一动点,当面积最大时,求点P的坐标;
(4)若点Q为线段OC上的一动点,问:是否存在最小值?若存在,求岀这个最小值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)抛物线的表达式为:,顶点;(2)证明见解析;(3)点;(4)存在,的最小值为.
【详解】
(1)函数的表达式为:,
即:,解得:,
故抛物线的表达式为:,
则顶点;
(2),,
∵A(1,0),B(3,0),∴ OB=3,OA=1,
∴AB=2,
∴,
又∵D(2,-1),
∴AD=BD=,
∴AM=MB=AD=BD,
∴四边形ADBM为菱形,
又∵,
菱形ADBM为正方形;
(3)设直线BC的解析式为y=mx+n,
将点B、C的坐标代入得:,
解得:,
所以直线BC的表达式为:y=-x+3,
过点P作y轴的平行线交BC于点N,
设点,则点N,
则,
,故有最大值,此时,
故点;
(4)存在,理由:
如图,过点C作与y轴夹角为的直线CF交x轴于点F,过点A作,垂足为H,交y轴于点Q,
此时,
则最小值,
在Rt△COF中,∠COF=90°,∠FOC=30°,OC=3,tan∠FCO=,
∴OF=,
∴F(-,0),
利用待定系数法可求得直线HC的表达式为:…①,
∵∠COF=90°,∠FOC=30°,
∴∠CFO=90°-30°=60°,
∵∠AHF=90°,
∴∠FAH=90°-60°=30°,
∴OQ=AO?tan∠FAQ=,
∴Q(0,),
利用待定系数法可求得直线AH的表达式为:…②,
联立①②并解得:,
故点,而点,
则,
即的最小值为.

3.(2019·四川中考真题)在平面直角坐标系中,将二次函数的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与轴交于点、(点在点的左侧),,经过点的一次函数的图象与轴正半轴交于点,且与抛物线的另一个交点为,的面积为5.

(1)求抛物线和一次函数的解析式;
(2)抛物线上的动点在一次函数的图象下方,求面积的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)若点为轴上任意一点,在(2)的结论下,求的最小值.
【答案】(1);;(2)的面积最大值是,此时点坐标为;(3)的最小值是3.
【详解】
解:(1)将二次函数的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到的抛物线解析式为,
∵,∴点的坐标为,
代入抛物线的解析式得,,∴,
∴抛物线的解析式为,即.
令,解得,,∴,
∴,
∵的面积为5,∴,∴,
代入抛物线解析式得,,解得,,∴,
设直线的解析式为,
∴,解得:,
∴直线的解析式为.
(2)过点作轴交于,如图,设,则,
∴,
∴,,
∴当时,的面积有最大值,最大值是,此时点坐标为.

(3)作关于轴的对称点,连接交轴于点,过点作于点,交轴于点,
∵,,
∴,,∴,
∵,
∴,∴,
∵、关于轴对称,∴,
∴,此时最小,
∵,,
∴,
∴.
∴的最小值是3.

4.(2019·天津中考真题)已知抛物线(为常数,)经过点,点是轴正半轴上的动点.
(Ⅰ)当时,求抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)点在抛物线上,当,时,求的值;
(Ⅲ)点在抛物线上,当的最小值为时,求的值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ).
【详解】
解:(Ⅰ)∵抛物线经过点,
∴.即.
当时,,
∴抛物线的顶点坐标为.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,抛物线的解析式为.
∵点在抛物线上,
∴.
由,得,,
∴点在第四象限,且在抛物线对称轴的右侧.
如图,过点作轴,垂足为,则点.
∴,.得.
∴在中,.
∴.
由已知,,
∴.
∴.

(Ⅲ)∵点在抛物线上,
∴.
可知点在第四象限,且在直线的右侧.
考虑到,可取点,
如图,过点作直线的垂线,垂足为,与轴相交于点,
有,得,
则此时点满足题意.
过点作轴于点,则点.
在中,可知.
∴,.
∵点,
∴.解得.
∵,
∴.
∴.

5.(2019·重庆中考真题)如图,在平面在角坐标系中,抛物线y=x2-2x-3与x轴交与点A,B(点A在点B的左侧)交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.

(1)连结BD,点M是线段BD上一动点(点M不与端点B,D重合),过点M作MN⊥BD交抛物线于点N(点N在对称轴的右侧),过点N作NH⊥x轴,垂足为H,交BD于点F,点P是线段OC上一动点,当MN取得最大值时,求HF+FP+PC的最小值;
(2)在(1)中,当MN取得最大值HF+FP+1/3PC取得小值时,把点P向上平移个单位得到点Q,连结AQ,把△AOQ绕点O瓶时针旋转一定的角度(0°<<360°),得到△AOQ,其中边AQ交坐标轴于点C在旋转过程中,是否存在一点G使得?若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,Q的坐标(,﹣),(,),(﹣,),(,﹣)
【详解】
解:(1)如图1

∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C
∴令y=0解得:x1=﹣1,x2=3,令x=0,解得:y=﹣3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)
∵点D为抛物线的顶点,且﹣4
∴点D的坐标为D(1,﹣4)
∴直线BD的解析式为:y=2x﹣6,
由题意,可设点N(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,2m﹣6)
∴|NF|=(2m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3
∴当m==2时,NF 取到最大值,此时MN取到最大值,此时HF=2,
此时,N(2,﹣3),F(2,﹣2),H(2,0)
在x轴上找一点K(,0),连接CK,过点F作CK的垂线交CK于点J点,交y轴于点P,
∴sin∠OCK= ,直线KC的解析式为:,且点F(2,﹣2),
∴PJ=PC,直线FJ的解析式为:
∴点J( , )
∴FP+PC的最小值即为FJ的长,且
∴;
(2)由(1)知,点P(0, ),
∵把点P向上平移 个单位得到点Q
∴点Q(0,﹣2)
∴在Rt△AOQ中,∠AOG=90°,AQ=,取AQ的中点G,连接OG,则OG=GQ=AQ=,此时,∠AQO=∠GOQ
把△AOQ绕点O顺时针旋转一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中边A′Q′交坐标轴于点G
①如图2

G点落在y轴的负半轴,则G(0,﹣),过点Q'作Q'I⊥x轴交x轴于点I,且∠GOQ'=∠Q'
则∠IOQ'=∠OA'Q'=∠OAQ,
∵sin∠OAQ===
∴,解得:|IO|=
∴在Rt△OIQ'中根据勾股定理可得|OI|=
∴点Q'的坐标为Q'(,﹣);
②如图3,

当G点落在x轴的正半轴上时,同理可得Q'(,)
③如图4

当G点落在y轴的正半轴上时,同理可得Q'(﹣,)
④如图5

当G点落在x轴的负半轴上时,同理可得Q'(﹣,﹣)
综上所述,所有满足条件的点Q′的坐标为:(,﹣),(,),(﹣,),(,﹣)
6.(2017·辽宁中考真题)如图,抛物线y=x2+bx+c经过B(-1,0),D(-2,5)两点,与x轴另一交点为A,点H是线段AB上一动点,过点H的直线PQ⊥x轴,分别交直线AD、抛物线于点Q、P.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在点P,使∠APB=90°,若存在,求出点P的横坐标,若不存在,说明理由;
(3)连接BQ,一动点M从点B出发,沿线段BQ以每秒1个单位的速度运动到Q,再沿线段QD以每秒个单位的速度运动到D后停止,当点Q的坐标是多少时,点M在整个运动过程中用时t最少?

【答案】(1)y=x2-2x-3;(2)存在,1+,1-;(3)(-1,4)
【详解】
解:(1)把B(﹣1,0),D(﹣2,5)代入,得: ,解得: ,∴抛物线的解析式为: ;
(2)存在点P,使∠APB=90°.当y=0时,即x2﹣2x﹣3=0,解得:x1=﹣1,x2=3,∴OB=1,OA=3.
设P(m,m2﹣2m﹣3),则﹣1≤m≤3,PH=﹣(m2﹣2m﹣3),BH=1+m,AH=3﹣m,∵∠APB=90°,PH⊥AB,∴∠PAH=∠BPH=90°﹣∠APH,∠AHP=∠PHB,∴△AHP∽△PHB,∴ ,∴PH2=BH?AH,∴[﹣(m2﹣2m﹣3)]2=(1+m)(3﹣m),解得m1=,m2=,∴点P的横坐标为: 或;
(3)如图,过点D作DN⊥x轴于点N,则DN=5,ON=2,AN=3+2=5,∴tan∠DAB==1,∴∠DAB=45°.过点D作DK∥x轴,则∠KDQ=∠DAB=45°,DQ=QG.
由题意,动点M运动的路径为折线BQ+QD,运动时间:t=BQ+DQ,∴t=BQ+QG,即运动的时间值等于折线BQ+QG的长度值.
由垂线段最短可知,折线BQ+QG的长度的最小值为DK与x轴之间的垂线段.
过点B作BH⊥DK于点H,则t最小=BH,BH与直线AD的交点,即为所求之Q点.
∵A(3,0),D(﹣2,5),∴直线AD的解析式为:y=﹣x+3,∵B点横坐标为﹣1,∴y=1+3=4,∴Q(﹣1,4).






















类型二:阿氏圆模型
考法指导

“阿氏圆”模型核心知识点是构造母子型相似,构造△PAB∽△CAP 推出 PA2 ,即:半径的平方=原有线段 构造线段。

【典例精析】

例题1.如图1所示,⊙O 的半径为 r,点 A、B 都在⊙O 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?



Step1:连接动点至圆心0(将系数不为1的线段两端点分别与圆心相连接),即连接OP、OB;
Step2:计算连接线段OP、OB长度;
Step3:计算两线段长度的比值;
Step4:在OB上截取一点C,使得构建母子型相似:
Step5:连接AC,与圆0交点为P,即AC线段长为PA+K*PB的最小值。
本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,(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。
∴本题求“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(如图 3),时AC线段长即所求最小值。




【针对训练】

1.(2018·广西中考真题)如图,抛物线与轴交于,,两点(点在点的左侧),与轴交于点,且,的平分线交轴于点,过点且垂直于的直线交轴于点,点是轴下方抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为,交直线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点的横坐标为,当时,求的值;
(3)当直线为抛物线的对称轴时,以点为圆心,为半径作,点为上的一个动点,求的最小值.

【答案】(1)yx2x﹣3;(2);(3).
【详解】
(1)由题意A(,0),B(﹣3,0),C(0,﹣3),设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x),把C(0,﹣3)代入得到a,∴抛物线的解析式为yx2x﹣3.
(2)在Rt△AOC中,tan∠OAC,∴∠OAC=60°.
∵AD平分∠OAC,∴∠OAD=30°,∴OD=OA?tan30°=1,∴D(0,﹣1),∴直线AD的解析式为yx﹣1,由题意P(m,m2m﹣3),H(m,m﹣1),F(m,0).
∵FH=PH,∴1m﹣1﹣(m2m﹣3)
解得m或(舍弃),∴当FH=HP时,m的值为.
(3)如图,∵PF是对称轴,∴F(,0),H(,﹣2).
∵AH⊥AE,∴∠EAO=60°,∴EOOA=3,∴E(0,3).

∵C(0,﹣3),∴HC2,AH=2FH=4,∴QHCH=1,在HA上取一点K,使得HK,此时K().
∵HQ2=1,HK?HA=1,∴HQ2=HK?HA,∴.
∵∠QHK=∠AHQ,∴△QHK∽△AHQ,∴,∴KQAQ,∴AQ+QE=KQ+EQ,∴当E、Q、K共线时,AQ+QE的值最小,最小值.





微专题四:双线段最值+(PA+K*PB)型


类型一:胡不归模型
考法指导
胡不归模型问题解题步骤如下;
将所求线段和改写为“PA+PB”的形式(<1),若>1,提取系数,转化为小于1的形式解决。
在PB的一侧,PA的异侧,构造一个角度α,使得sinα=
最后利用两点之间线段最短及垂线段最短解题
【典例精析】
例题1. 如图1-1所示,A是出发地,B是目的地,直线AD为驿道,AD以外为砂地,在驿道和砂地上的行走的速度分别为V1和V2,在AC上找一点D,使从A→D→B的行走时间最短。




【解法】step1:设总时间t,,提取系数转化为BD+AD(<1)形式;
Step2:如图1-2在AD一侧构造α,使sinα=,根据锐角三角函数定义则有AD=DG,问题则转化为BD+DG最小值问题;
Step3:根据两点之间线段最短易知DG+DB≥BG,当且仅当B、D、G三点共线时取等号如图1-3所示,再利用垂线段最短,只需过点B作BG⊥AE于点G,此时垂线段即所求最小值。

【针对训练】

1.(2019·湖南中考真题)如图,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则的最小值是( )

A. B. C. D.10
2.(2019·湖南中考真题)已知抛物线过点,两点,与y轴交于点C,.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)过点A作,垂足为M,求证:四边形ADBM为正方形;
(3)点P为抛物线在直线BC下方图形上的一动点,当面积最大时,求点P的坐标;
(4)若点Q为线段OC上的一动点,问:是否存在最小值?若存在,求岀这个最小值;若不存在,请说明理由.

3.(2019·四川中考真题)在平面直角坐标系中,将二次函数的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与轴交于点、(点在点的左侧),,经过点的一次函数的图象与轴正半轴交于点,且与抛物线的另一个交点为,的面积为5.

(1)求抛物线和一次函数的解析式;
(2)抛物线上的动点在一次函数的图象下方,求面积的最大值,并求出此时点E的坐标;
(3)若点为轴上任意一点,在(2)的结论下,求的最小值.













4.(2019·天津中考真题)已知抛物线(为常数,)经过点,点是轴正半轴上的动点.
(Ⅰ)当时,求抛物线的顶点坐标;
(Ⅱ)点在抛物线上,当,时,求的值;
(Ⅲ)点在抛物线上,当的最小值为时,求的值.























5.(2019·重庆中考真题)如图,在平面在角坐标系中,抛物线y=x2-2x-3与x轴交与点A,B(点A在点B的左侧)交y轴于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.

(1)连结BD,点M是线段BD上一动点(点M不与端点B,D重合),过点M作MN⊥BD交抛物线于点N(点N在对称轴的右侧),过点N作NH⊥x轴,垂足为H,交BD于点F,点P是线段OC上一动点,当MN取得最大值时,求HF+FP+PC的最小值;
(2)在(1)中,当MN取得最大值HF+FP+1/3PC取得小值时,把点P向上平移个单位得到点Q,连结AQ,把△AOQ绕点O瓶时针旋转一定的角度(0°<<360°),得到△AOQ,其中边AQ交坐标轴于点C在旋转过程中,是否存在一点G使得?若存在,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.











6.(2017·辽宁中考真题)如图,抛物线y=x2+bx+c经过B(-1,0),D(-2,5)两点,与x轴另一交点为A,点H是线段AB上一动点,过点H的直线PQ⊥x轴,分别交直线AD、抛物线于点Q、P.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在点P,使∠APB=90°,若存在,求出点P的横坐标,若不存在,说明理由;
(3)连接BQ,一动点M从点B出发,沿线段BQ以每秒1个单位的速度运动到Q,再沿线段QD以每秒个单位的速度运动到D后停止,当点Q的坐标是多少时,点M在整个运动过程中用时t最少?















类型二:阿氏圆模型
考法指导

“阿氏圆”模型核心知识点是构造母子型相似,构造△PAB∽△CAP 推出 PA2 ,即:半径的平方=原有线段 构造线段。

【典例精析】

例题1.如图1所示,⊙O 的半径为 r,点 A、B 都在⊙O 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?



Step1:连接动点至圆心0(将系数不为1的线段两端点分别与圆心相连接),即连接OP、OB;
Step2:计算连接线段OP、OB长度;
Step3:计算两线段长度的比值;
Step4:在OB上截取一点C,使得构建母子型相似:
Step5:连接AC,与圆0交点为P,即AC线段长为PA+K*PB的最小值。
本题的关键在于如何确定“k·PB”的大小,(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。
∴本题求“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(如图 3),时AC线段长即所求最小值。
【针对训练】

1.(2018·广西中考真题)如图,抛物线与轴交于,,两点(点在点的左侧),与轴交于点,且,的平分线交轴于点,过点且垂直于的直线交轴于点,点是轴下方抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为,交直线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设点的横坐标为,当时,求的值;
(3)当直线为抛物线的对称轴时,以点为圆心,为半径作,点为上的一个动点,求的最小值.


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