中考数学一轮复习专题1.7 三角形中的最值问题十大考点(北师大版)(原卷版)
展开TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc26211" 【题型1 两点之间线段最短】 PAGEREF _Tc26211 \h 1
\l "_Tc27960" 【题型2 垂线段最短】 PAGEREF _Tc27960 \h 2
\l "_Tc30887" 【题型3 平行线之间的距离最短】 PAGEREF _Tc30887 \h 3
\l "_Tc5892" 【题型4 将军饮马(两定一动)】 PAGEREF _Tc5892 \h 4
\l "_Tc22693" 【题型5 三点共线(两定一动最大值)】 PAGEREF _Tc22693 \h 5
\l "_Tc24968" 【题型6 双对称周长最小】 PAGEREF _Tc24968 \h 6
\l "_Tc12728" 【题型7 两定两动】 PAGEREF _Tc12728 \h 8
\l "_Tc17418" 【题型8 两定一定长】 PAGEREF _Tc17418 \h 9
\l "_Tc31265" 【题型9 两动一定】 PAGEREF _Tc31265 \h 10
\l "_Tc28588" 【题型10 费马点】 PAGEREF _Tc28588 \h 11
【题型1 两点之间线段最短】
【例1】(2023春·福建宁德·八年级校考期中)如图,平地上A,B两点位分别位于一条排水沟的两旁,其上用钢梁覆盖,位于A处的蚂蚁从第 号钢梁上通过到达B处,才能使得全程路程最短.
【变式1-1】(2023春·辽宁沈阳·八年级沈阳市第七中学校考期末)在同一平面内,线段AB=5cm,C为任意一点,则AC+BC的最小值为 .
【变式1-2】(2023春·山西运城·八年级统考期末)小王准备在红旗街道旁建一个送奶站,向居民区A,B提供牛奶,要使A,B两小区到送奶站的距离之和最小,则送奶站C的位置应该在( ).
A. B. C. D.
【变式1-3】(2023春·全国·八年级课堂例题)[应用意识]如图,P,Q两村之间隔着两条河,需要架设两座桥,桥与河岸垂直.设两条河的宽度相同且保持不变,则桥建在何处才能使两村之间的路程最短?(保留作图痕迹,不写作法)
【题型2 垂线段最短】
【例2】(2023春·四川成都·八年级校考开学考试)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,点D在线段BC上,CD=3.3,点E是AC边上一动点,将线段DE绕点D顺时针旋转90°得到线段DF,连接BF,当BF有最小值时,写出AE的值为 .
【变式2-1】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,边长为4的等边三角形ABC中,M是高CH所在直线上的一个动点,连接MB,将线段BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接HN.则在点M运动过程中,线段HN长度的最小值是 .
【变式2-2】(2023春·全国·八年级课堂例题)如图,OB平分∠MON,A为OB的中点,AE⊥ON,垂足为E,AE=3,D为OM上的一个动点,BC∥OM,C是DA的延长线与BC的交点,求线段CD的最小值.
【变式2-3】(2023春·江苏无锡·八年级校考期中)如图,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12,D为AC上一动点,连接BD,以AD,BD为邻边作▱ADBE,连接DE,则DE长的最小值为 .
【题型3 平行线之间的距离最短】
【例3】如图,直线,且a,b之间相距.点P是直线a上一定点,点Q在直线b上运动,则在Q点的运动过程中,线段的最小值是 .
【变式3-1】如图,,且相邻两条直线间的距离都是2,A,B,C分别为,,上的动点,连接AB、AC、BC,AC与交于点D,,则BD的最小值为( )
A.2B.3C.4D.5
【变式3-2】(2023春·北京海淀·八年级首都师范大学附属中学校考开学考试)直线,对平面内不在上,且不在上的任意一点,若到,的距离分别为,,则记.
(1)若,则线段与的公共点个数可能为______;
(2)若取最小值且,则的取值范围是______.
【变式3-3】(2023春·八年级课时练习)如图,直线,点A,D在直线b上,射线AB交直线a于点B,于点C,交射线AB于点E,,,P为射线AB上一动点,P从A点出发沿射线AB方向运动,速度为1cm/s,设点P运动时间为t,M为直线a上一定点,连接PC,PD.
(1)当时,有最小值,求m的值;
(2)当(m为(1)中的取值)时,探究、与的关系,并说明理由;
(3)当(m为(1)中的取值)时,直接写出、与的关系.
【题型4 将军饮马(两定一动)】
【例4】(2023春·广东揭阳·八年级统考期末)△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,AC=BC=2, P为线段AB上一动点,D为BC边的中点,则PC+PD的最小值为 .
【变式4-1】(2023春·黑龙江齐齐哈尔·八年级校考阶段练习)如图,一个牧童在小河的南4km的A处牧马,而他正位于他的小屋B的西8km北7km处,他想把他的马牵到小河边去饮水,然后回家.他要完成这件事情所走的最短路程是多少?
【变式4-2】(2023春·全国·八年级专题练习)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 .
【变式4-3】(2023·江苏·八年级假期作业)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,AB边的垂直平分线DE交AB于点D,若AE=3,
(1)求BC的长;
(2)若点P是直线DE上的动点,直接写出PA+PC的最小值为_________.
【题型5 三点共线(两定一动最大值)】
【例5】(2023春·广东广州·八年级校考阶段练习)如图,在△ABC中,AB=AC,AC的垂直平分线交AC于点N,交AB于点M,AB=12cm,△BMC的周长是20cm,若点P在直线MN上,则PA−PB的最大值为 .
【变式5-1】(2023春·全国·八年级专题练习)已知:如图,方格图中每个小正方形的边长为1,点A、B、C、M、N都在格点上.
(1)画出△ABC关于直线MN对称的△A1B1C1.
(2)在直线MN上找点P,使|PB﹣PA|最大,在图形上画出点P的位置,并直接写出|PB﹣PA|的最大值.
【变式5-2】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在等边△ABC中,E是AC边的中点,P是△ABC的中线AD上的动点,且AB=6,则BP−PE的最大值是 .
【变式5-3】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,AB=AC=5,∠BAC=110°,AD是∠BAC内的一条射线,且∠BAD=25°,P为AD上一动点,则PB−PC的最大值是 .
【题型6 双对称周长最小】
【例6】(2023春·福建福州·八年级统考开学考试)如图,在四边形ABCD中,∠BAD=105°,∠B=∠D=90°,在BC,CD上分别找一个点M,N,使△AMN的周长最小,则∠AMN+∠ANM= °
【变式6-1】(2023春·辽宁辽阳·八年级统考期末)如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点分别为A−2,3,B−3,1,C1,−2.
(1)请在图中作出△ABC关于y轴对称的△A1B1C1,并直接写出点A的对应点A1的坐标;
(2)△ABC的面积是________;
(3)在y轴上有一点P,使得△ABP的周长最小,请直接写出点P的坐标及△ABP的周长最小值.
【变式6-3】(2023春·江苏盐城·八年级校联考阶段练习)将一矩形纸片OABC放在平面直角坐标系中,O为原点,点A在x轴上,点C在y轴上,OA=10,OC=8.如图1在OC边上取一点D,将△BCD沿BD折叠,使点C恰好落在OA边上,记作E点.
(1)求点E的坐标及折痕DB的长;
(2)如图2,在OC、CB边上选取适当的点F、G,将△FCG沿FG折叠,使点C落在OA上,记为H点,设OH=x,GC=y,写出y关于x的关系式以及x的取值范围;
(3)在x轴上取两点M、N(点M在点N的左侧),且MN=5,取线段BA段的中点为F,当点M运动到哪里时,四边形BMNF的周长最小?请画出示意图并求出周长最小值.
【题型7 两定两动】
【例7】(2023春·福建泉州·八年级校考期末)几何模型:条件:如图1,A、B是直线l同旁的两个定点.
问题:在直线l上确定一点P,使PA+PB的值最小.
解法: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,且PA+PB的最小值为线段A′B的长.
(1)根据上面的描述,在备用图中画出解决问题的图形;
(2)应用:①如图2,已知∠AOB=30°,其内部有一点P,OP=12,在∠AOB的两边分别有C、D两点(不同于点O),使△PCD的周长最小,请画出草图,并求出△PCD周长的最小值;
②如图3,∠AOB=20°,点M、N分别在边OA、OB上,且OM=ON=2,点P,Q分别在OB、OA上,则MP+PQ+QN的最小值是________.
【变式7-1】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在四边形ABCD中,∠BAD=∠B=∠D=90°,AD=AB=4,E是AD中点,M是边BC上的一个动点,N是边CD上的一个动点,则AM+MN+EN的最小值是 .
【变式7-2】(2023春·安徽芜湖·八年级芜湖市第二十九中学校考期末)如图,点A在y轴上,G、B两点在x轴上,且G(﹣3,0),B(﹣2,0),HC与GB关于y轴对称,∠GAH=60°,P、Q分别是AG、AH上的动点,则BP+PQ+CQ的最小值是( )
A.6B.7C.8D.9
【变式7-3】(2023春·陕西西安·八年级高新一中校考期末)如图,在等边△ABC中,AC=12,AD是BC边上的中线,点P是AD上一点,且AP=5.如果点M、N分别是AB和AD上的动点,那么PM+MN+NB的最小值为 .
【题型8 两定一定长】
【例8】(2023春·陕西西安·八年级西安市曲江第一中学校考期末)如图,在平面直角坐标系中,A0,4,B8,0,C8,2,M,N是线段OB上的两个动点,且MN=2,则△AOM与△NCB周长和的最小值是 .
【变式8-1】(2023春·河南安阳·八年级校考阶段练习)已知,如图,线段CD长为8,AC⊥CD于C,BD⊥CD于D,AC=4,BD=3,EF为线段CD上两动点,F在E右侧且EF=1,则由A到B的路径:AE+EF+FB的最小值为 .
【变式8-2】(2023春·辽宁朝阳·八年级统考期末)如图,长方形ABCD中,AB=4,BC=2,G是AD的中点,线段EF在边AB上左右滑动,若EF=1,则GE+CF的最小值为( )
A.23B.22C.32D.33
【变式8-3】(2023春·江苏·八年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,点A(1,0),点B(2,0),点C,D是y轴上两个动点(点D在点C下方)且CD=2,连接AC,BD,则AC+BD的最小值为
【题型9 两动一定】
【例9】(2023春·湖南衡阳·八年级校联考期末)如图,在锐角三角形ABC中,AB=6,△ABC的面积为18,BD平分∠ABC,若E、F分别是BD、BC上的动点,则CE+EF的最小值为 .
【变式9-1】(2023春·全国·八年级专题练习)如图所示,在等边△ABC中,点D、E、F分别在边BC、AB,AC上,则线段DE+DF的最小值是( )
A.BC边上高的长B.线段EF的长度
C.BC边的长度D.以上都不对
【变式9-2】(2023春·江苏淮安·八年级校考期末)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BC=8,AC=10,点P、Q分别是边BC、AC上的动点,则AP+PQ的最小值等于( )
A.4B.245C.5D.485
【变式9-3】(2023春·辽宁鞍山·八年级统考期中)如图,在等腰△ABC中,AB=AC=8,∠ACB=75°,AD⊥BC于D,点M、N分别是线段AB、AD上的动点,则MN+BN的最小值是 .
【题型10 费马点】
【例10】(2023春·全国·八年级专题练习)【问题提出】
(1)如图1,四边形ABCD是正方形,△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM,CM.若连接MN,则△BMN的形状是________.
(2)如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB+AC=10,求BC的最小值.
【问题解决】
(3)如图3,某高新技术开发区有一个平行四边形的公园ABCD,AB+BC=6千米,∠ABC=60°,公园内有一个儿童游乐场E,分别从A、B、C向游乐场E修三条AE,BE,CE,求三条路的长度和(即AE+BE+CE)最小时,平行四边形公园ABCD的面积.
【变式10-1】(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=1,P是△ABC内一点,求PA+PB+PC的最小值.
【变式10-2】(2023春·浙江·八年级专题练习)如图,已知矩形ABCD,AB=4,BC=6,点M为矩形内一点,点E为BC边上任意一点,则MA+MD+ME的最小值为 .
【变式10-3】(2023春·全国·八年级专题练习)【问题背景】17世纪有着“业余数学家之王”美誉的法国律师皮耶·德·费马,提出一个问题:求作三角形内的一个点,使它到三角形三个顶点的距离之和最小后来这点被称之为“费马点”.
如图,点P是△ABC内的一点,将△APC绕点A逆时针旋转60°到△AP′C′,则可以构造出等边△APP′,得AP=PP′,CP=CP′,所以PA+PB+PC的值转化为PP′+PB+P′C′的值,当B,P,P′,C四点共线时,线段BC的长为所求的最小值,即点P为△ABC的“费马点”.
(1)【拓展应用】
如图1,点P是等边△ABC内的一点,连接PA,PB,PC,将△PAC绕点A逆时针旋转60°得到△AP′C′.
①若PA=3,则点P与点P′之间的距离是______;
②当PA=3,PB=5,PC=4时,求∠AP′C的大小;
(2)如图2,点P是△ABC内的一点,且∠BAC=90°,AB=6,AC=23,求PA+PB+PC的最小值.
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