专题训练十四 一次函数背景下的线段和差最值问题(共14张PPT)
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一次函数的应用—线段和差、存在性问题一、一次函数线段和差最值问题【知识点】1. 最短路径原理【原理1】作法作图原理在直线l 上求一点P,使PA+PB 值最小。
连AB,与l 交点即为P.两点之间线段最短.PA+PB 最小值为AB.【原理2】作法作图原理在直线l 上求一点P,使PA+PB 值最小.作 B 关于l 的对称点B'连A B',与l 交点即为P.两点之间线段最短.PA+PB 最小值为A B'.【原理3】作法作图原理在直线l 上求一点P,使作直线AB,与直线l的交点即为P.三角形任意两边之差小于第三边.≤AB .PBPA-(1)求线段和最小时动点坐标或直线解析式; (2)求三角形周长最小值;(3)求线段差最大时点的坐标或直线解析式。
3. 口诀:“和小异,差大同”(一)一次函数线段和最小值问题【例题讲解】★★☆例题1.在平面直角坐标系xOy 中,y 轴上有一点P ,它到点(4,3)A ,(3,1)B 的距离之和最小,则点P 的坐标是( ) A .(0,0)B .4(0,)7C .5(0,)7D .4(0,)5【答案】C的值最大 .【原理 4】作法作图原理在直线 l 上求一点 P ,使的值最大 .作 B 关于 l 的对称点 B '作直线 A B ',与 l 交点即为 P .三角形任意两边之差小于第三边.≤A B ' .PB PA -PB PA -PB PA -【解析】解:作A 关于y 轴的对称点C ,连接BC 交y 轴于P ,则此时AP PB +最小,即此时点P 到点A 和点B 的距离之和最小,(4,3)A ,(4,3)C ∴-,设直线CB 的解析式是y kx b =+,把C 、B 的坐标代入得:3413k bk b =-+⎧⎨-=+⎩,解得:47k =-,57b =,4577y x ∴=-+,把0x =代入得:57y =, 即P 的坐标是5(0,)7,故选:C .【备注】本题考查了轴对称-最短路线问题,一次函数的解析式,坐标与图形性质等知识点,关键是能画出P 的位置,题目比较典型,是一道比较好的题目.★★☆练习1.如图,在平面直角坐标系中,已知点(2,3)A ,点(2,1)B -,在x 轴上存在点P 到A ,B 两点的距离之和最小,则P 点的坐标是 .【答案】(1,0)-【解析】解:作A 关于x 轴的对称点C ,连接BC 交x 轴于P ,则此时AP BP +最小,A 点的坐标为(2,3),B 点的坐标为(2,1)-,(2,3)C ∴-,设直线BC 的解析式是:y kx b =+,把B 、C 的坐标代入得:2123k b k b -+=⎧⎨+=-⎩解得11k b =-⎧⎨=-⎩.即直线BC 的解析式是1y x =--,当0y =时,10x --=,解得:1x =-,P ∴点的坐标是(1,0)-.故答案为:(1,0)-.【备注】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征,用待定系数法求一次函数的解析式,轴对称-最短路线问题的应用,关键是能找出P 点,题目具有一定的代表性,难度适中.★★☆练习2.如图,直线34120x y +-=与x 轴、y 轴分别交于点B 、A 两点,以线段AB 为边在第一象限内作正方形ABCD .若点P 为x 轴上的一个动点,求当PC PD +的长最小时点P 的坐标.【答案】详见解析【解析】解:直线34120x y +-=与x 轴、y 轴分别交于点B 、A 两点,则点A 、B 的坐标分别为:(0,3),(4,0),如图所示,过点C 作CH x ⊥轴交于点H ,90ABO BAO ∠+∠=︒,90ABO CBH ∠+∠=︒,CBH BAO ∴∠=∠,又90AOB CHB ∠=∠=︒,AB BC =,()AOB BHC AAS ∴∆≅∆,4CH OB ∴==,3HB OA ==,故点(7,4)C ,同理可得点(3,7)D ,确定点C 关于x 轴的对称点(7,4)C '-,连接C D '交x 轴于点P ,则此时PC PD +的长最小,将点C '、D 的坐标代入一次函数表达式并解得: 直线CD 的表达式为:116144y x =-+, 当0y =时,6111x =,故点61P,0).(11【备注】本题考查的是一次函数上坐标点的特征,涉及到点的对称性、正方形性质等,本题的难点在于:通过证明三角形全等,确定点C、D的坐标.★★☆例题2.在平面直角坐标系中,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,3OB=,D为边OB的中点,若E为x轴上的一个动点,当CDE∆的周长最小时,求点E OA=,4的坐标()A.(3,0)-B.(1,0)C.(0,0)D.(3,0)【答案】B【解析】解:如图,作点D关于x轴的对称点D',连接CD'与x轴交于点E,连接DE.若在边OA上任取点E'与点E不重合,连接CE'、DE'、D E''由DE CE D E CE CD D E CE DE CE'+'=''+'>'='+=+,可知CDE∆的周长最小.OB=,D为边OB的中点,42∴=,OD∴,(0,2)D在矩形OACB 中,3OA =,4OB =,D 为OB 的中点,3BC ∴=,2D O DO '==,6D B '=,//OE BC ,Rt ∴△D OE Rt '∽△D BC ',∴OE D OBC D B '=' 即236OE = 1OE =,∴点E 的坐标为(1,0)故选:B .【备注】此题主要考查轴对称--最短路线问题,解决此类问题,一般都是运用轴对称的性质,将求折线问题转化为求线段问题,其说明最短的依据是三角形两边之和大于第三边.★★☆练习1.如图,在平面直角坐标系中,点A 、B 的坐标分别为(1,4)和(3,0),点C 是y 轴上的一个动点,连接AC 、BC ,当ABC ∆的周长最小值时,ABC ∆的面积为 .【答案】3【解析】解:如图,作点A 关于y 轴的对称点A ',连接A B '交y 轴于点C ',此时ABC ∆'的周长最小,设直线A B ' 的解析式为y kx b =+,(1,4)A '-,(3,0)B ,∴430k b k b -+=⎧⎨+=⎩,1k ∴=-,3b =,∴直线A B ' 的解析式为3y x =-+,当0x =时,3y =,(0,3)C ∴',ABC AA BAA C S SS∆'''∴=-11242122=⨯⨯-⨯⨯ 413=-=.所以ABC ∆'的面积为3.故答案为:3.【备注】本题考查了轴对称、最短路线问题、坐标与图形性质、三角形的面积,解决本题的关键是掌握轴对称的性质.★★☆练习2.如图,在平面直角坐标系中,直线122y x =+与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,以AB 为边 在第二象限内作正方形ABCD .(1)求点A 、B 的坐标,并求边AB 的长;(2)求点C 和点D 的坐标;(3)在x 轴上找一点M ,使MDB ∆的周长最小,请求出M 点的坐标,并直接写出MDB ∆的周长最小值.【答案】详见解析【解析】解: (1)对于直线122y x =+, 令0x =,得到2y =;令0y =,得到4x =-,(4,0)A ∴-,(0,2)B ,即4OA =,2OB =, 则224225AB =+=;(2)过D 作DE x ⊥轴,过C 作CF y ⊥轴,四边形ABCD 为正方形,AB BC AD ∴==,90ABC BAD BFC DEA AOB ∠=∠=∠=∠=∠=︒,90FBC ABO ∠+∠=︒,90ABO BAO ∠+∠=︒,90DAE BAO ∠+∠=︒,FBC OAB EDA ∴∠=∠=∠,()DEA AOB BFC AAS ∴∆≅∆≅∆,2AE OB CF ∴===,4DE OA FB ===,即426OE OA AE =+=+=,246OF OB BF =+=+=,则(6,4)D -,(2,6)C -;(3)如图所示,连接BD ,找出B 关于y 轴的对称点B ',连接DB ',交x 轴于点M ,此时BM MD DM MB DB +=+'='最小,即BDM ∆周长最小,(0,2)B ,(0,2)B ∴'-,设直线DB '解析式为y kx b =+,把(6,4)D -,(0,2)B '-代入得:642k b b -+=⎧⎨=-⎩,解得:1k =-,2b =-,∴直线DB '解析式为2y x =--,令0y =,得到2x =-,则M 坐标为(2,0)-, 此时MDB ∆的周长为21062+.【备注】本题属于一次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求一次函数解析式,坐标与图形性质,勾 股定理,全等三角形的判定与性质,正方形的性质,对称性质,以及一次函数与坐标轴的交点,熟练掌握 性质及定理是解本题的关键(二)一次函数线段差最大值问题【例题讲解】★★☆例题1.已知,如图点(1,1)A ,(2,3)B -,点P 为x 轴上一点,当||PA PB -最大时,点P的坐标为( )A .1(,0)2B .5(,0)4C .1(,0)2-D .(1,0)【答案】A【解析】解:作A 关于x 轴对称点C ,连接BC 并延长交x 轴于点P , (1,1)A ,C ∴的坐标为(1,1)-,连接BC ,设直线BC 的解析式为:y kx b =+,∴123k b k b +=-⎧⎨+=-⎩, 解得:21k b =-⎧⎨=⎩, ∴直线BC 的解析式为:21y x =-+, 当0y =时,12x =, ∴点P 的坐标为:1(2,0),当B ,C ,P 不共线时,根据三角形三边的关系可得:||||PA PB PC PB BC -=-<,∴此时||||PA PB PC PB BC -=-=取得最大值.故选:A .【备注】此题考查了轴对称、待定系数法求一次函数的解析式以及点与一次函数的关系.此题难度较大,解题的关键是找到P 点,注意数形结合思想与方程思想的应用.★★☆练习1.平面直角坐标系中,已知(4,3)A 、(2,1)B ,x 轴上有一点P ,要使PA PB -最大,则P 点坐 标为【答案】(1,0)【解析】解:(4,3)A 、(2,1)B ,x 轴上有一点P ,||PA PB AB ∴-,∴当A ,B ,P 三点共线时,PA PB -最大值等于AB 长,此时,设直线AB 的解析式为y kx b =+,把(4,3)A 、(2,1)B 代入,可得3412k b k b =+⎧⎨=+⎩, 解得11k b =⎧⎨=-⎩, ∴直线AB 的解析式为1y x =-,令0y =,则1x =,P ∴点坐标为(1,0),故答案为:(1,0). 【备注】本题主要考查了坐标与图形性质,利用待定系数法求得直线AB 的解析式是解决问题的关键. ★★☆练习2.如图,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(0,4),点B 的坐标为(6,0),点P 在一次函数1322y x =+的图象上运动,则PB PA -的最大值为( )A .2B .233C .4D .143【答案】C【解析】解:如图,作点A 关于直线1322y x =+的对称点K ,连接AK 交直线于H ,连接PK .AK PH ⊥,(0,4)A ,∴直线AK 的解析式为24y x =-+,由132224y x y x ⎧=+⎪⎨⎪=-+⎩,解得12x y =⎧⎨=⎩, (1H ∴,20,AH KH =,(2,0)K ∴.PB PA PB PK KB ∴-=-,∴当点P 在BK 的延长线上时,P B P K BK '-'=的值最大,最大值为624-=,故选:C .【备注】本题考查一次函数图象上的点的特征、轴对称等知识,解题的关键是学会利用对称解决最值问题 属于中考常考题型.【题型知识点总结】一次函数最短路径问题注意事项:1. 根据“和小异,差大同”判断是否需要作对称;2. 作对称时注意要选取动点运动的直线为对称轴作某一定点的对称点。
初中几何中线段和(差)的最值问题一、两条线段和的最小值。
基本图形解析: 一)、已知两个定点:1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA+PB 最小; (1)点A 、B 在直线m 两侧:(2)点A 、B 在直线同侧:A 、A ’ 是关于直线m 的对称点。
2、在直线m 、n 上分别找两点P 、Q ,使PA+PQ+QB 最小。
(1)两个点都在直线外侧:(2)一个点在内侧,一个点在外侧:(3)两个点都在内侧:mmB mA Bmn mnn mnnnm(4)、台球两次碰壁模型变式一:已知点A 、B 位于直线m,n 的内侧,在直线n 、m 分别上求点D 、E 点,使得围成的四边形ADEB 周长最短.填空:最短周长=________________变式二:已知点A 位于直线m,n 的内侧, 在直线m 、n 分别上求点P 、Q 点PA+PQ+QA 周长最短.二)、一个动点,一个定点: (一)动点在直线上运动:点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B )1、两点在直线两侧:2、两点在直线同侧:mnm nm nm(二)动点在圆上运动点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B ) 1、点与圆在直线两侧:2、点与圆在直线同侧:三)、已知A 、B 是两个定点,P 、Q 是直线m 上的两个动点,P 在Q 的左侧,且PQ 间长度恒定,在直线m 上要求P 、Q 两点,使得PA+PQ+QB 的值最小。
(原理用平移知识解) (1)点A 、B 在直线m 两侧:过A 点作AC ∥m,且AC 长等于PQ 长,连接BC,交直线m 于Q,Q 向左平移PQ 长,即为P 点,此时P 、Q 即为所求的点。
(2)点A 、B 在直线m 同侧:mmmmQ Q练习题1.如图,∠AOB =45°,P 是∠AOB 内一点,PO =10,Q 、R 分别是OA 、OB 上的动点,求△PQR 周长的最小值为 .2、 如图1,在锐角三角形ABC 中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC 的平分线交BC 于点D ,M,N 分别是AD 和AB 上的动点,则BM+MN 的最小值为 . 3、如图,在锐角三角形ABC 中 ,AB=BAC=45,BAC 的平分线交BC 于D ,M 、N 分别是AD 和AB 上的动点,则BM+MN 的最小值是多少?4、如图4所示,等边△ABC 的边长为6,AD 是BC 边上的中线,M 是AD 上的动点,E 是AC 边上一点.若AE=2,EM+CM 的最小值为 .5、如图3,在直角梯形ABCD 中,∠ABC =90°,AD ∥BC ,AD =4,AB =5,BC =6,点P 是AB 上一个动点,当PC +PD 的和最小时,PB 的长为__________.6、 如图4,等腰梯形ABCD 中,AB=AD=CD=1,∠ABC=60°,P 是上底,下底中点EF 直线上的一点,则PA+PB 的最小值为 .Q二、求两线段差的最大值问题 (运用三角形两边之差小于第三边) 基本图形解析:1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA 与PB 的差最大; (1)点A 、B 在直线m 同侧:解析:延长AB 交直线m 于点P ,根据三角形两边之差小于第三边,P ’A —P ’B <AB ,而PA —PB=AB 此时最大,因此点P 为所求的点。
初中几何中线段和差的最大值与最小值练习题(最全)初中几何中线段和(差)的最值问题一、两条线段和的最小值基本图形解析:一)已知两个定点:1、在一条直线m上,求一点P,使PA+PB最小。
1)点A、B在直线m两侧:在直线m上找到点P使得PA=PB,则PA+PB最小。
2)点A、B在直线同侧:在直线m上找到点A',使得A'是关于直线m的对称点,再找到点P使得PA'+PB最小,则PA+PB最小。
2、在直线m、n上分别找两点P、Q,使PA+PQ+QB最小。
1)两个点都在直线外侧:在直线m上找到点A',使得A'是关于直线m的对称点,在直线n上找到点B',使得B'是关于直线n的对称点,再找到点P和Q,使得PA'+PQ+QB'最小,则PA+PQ+QB最小。
2)一个点在内侧,一个点在外侧:在直线m上找到点P,使其与A点连线垂直直线m,再在直线n上找到点Q,使其与B点连线垂直直线n,使PA+PQ+QB最小。
3)两个点都在内侧:在直线m上找到点A',使得A'是关于直线m的对称点,在直线n上找到点B',使得B'是关于直线n的对称点,再找到点P和Q,使得PA'+PQ+QB'最小,则PA+PQ+QB最小。
4)、台球两次碰壁模型变式一:已知点A、B位于直线m,n的内侧,在直线n、m分别上求点D、E点,使得围成的四边形ADEB周长最短。
在直线m上找到点A',使得A'是关于直线m的对称点,在直线n上找到点B',使得B'是关于直线n的对称点,连接A'和B',交直线m和n于D和E,使ADEB为矩形,则ADEB周长最短。
变式二:已知点A位于直线m,n的内侧,在直线m、n分别上求点P、Q点PA+PQ+QA周长最短。
在直线m上找到点A',使得A'是关于直线m的对称点,连接AA',在直线n上找到点Q,使得A'Q垂直直线n,连接AQ,使得PA+PQ+QA最小。
精心整理①当两点A和B在直线l同侧时,若求直线l上点P.使PA+PB最小值作点B关于直线l的对称点B’,连结AB’交直线l于点P,此时PA+PB=PA+PB’=AB’取除此之外的任意一点P’,根据三角形两边之和大于第三边,P’A+P’B=P’A+P’B’>AB’,所以点P满足PA+PB最小值l(⋅=OQ【分析】连接AB并延长交x轴于点P,作A点关于y轴的对称点A′连接A′B交y轴于点Q,求出点Q与y轴的交点坐标即可得出结论:连接AB并延长交x轴于点P,由三角形的三边关系可知,点P即为x轴上使得|PA-PB|的值最大的点。
∵点B是正方形ADPC的中点,∴P(3,0)即OP=3。
作A点关于y轴的对称点A′连接A′B交y轴于点Q,则A′B即为QA+QB的最小值。
∵A′(-1,2),B(2,1),设过A′B的直线为:y=kx+b,则2k b12k b=-+⎧⎨=+⎩,解得1k35b3⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩。
∴Q(0,53),即OQ=53。
∴OP?OQ=3×53=5。
(2012四川攀枝花4分)如图,正方形ABCD中,AB=4,E是BC的中点,点P是对角线AC上一动点,则PE+PB同理,在Rt△AOC中,OA=10,AC=8,∴OC===6。
∴CD=8+6=14。
作点B关于MN的对称点B′,连接AB′,则AB′即为PA+PB的最小值,B′D=BD=6,过点B′作AC的垂线,交AC的延长线于点E。
在Rt△AB′E中,∵AE=AC+CE=8+6=14,B′E=CD=14,∴AB′===14。
例6.(2012湖北十堰6分)阅读材料:P(x,0)是x可以看成点P与点A(0,1P与点B(3,2)的距离,所以原代数式的值可以看成线段PA与PB长度之和,它的最小值就是PA+PB的最小值.设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,因此,求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B A′C=3,CB=3(1B的距(2(2)(1,如图所示:设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,∴求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B间的直线段距离最短。
初中几何中线段和〔差的最值问题一、两条线段和的最小值。
基本图形解析:一、已知两个定点:1、在一条直线m 上,求一点P,使PA+PB 最小;〔1点A 、B 在直线m 两侧: 〔2点A 、B 在直线同侧:A 、A ’ 是关于直线m 的对称点。
2、在直线m 、n 上分别找两点P 、Q,使PA+PQ+QB 最小。
〔1两个点都在直线外侧: 〔2一个点在内侧,一个点在外侧: 〔3两个点都在内侧: 〔4、台球两次碰壁模型变式一:已知点A 、B 位于直线m,n 的内侧,在直线n 、m 分别上求点D 、E 点,使得围成的四边形ADEB 周长最短. 填空:最短周长=________________ 变式二:已知点A 位于直线m,n 的内侧, 在直线m 、n 分别上求点P 、Q 点PA+PQ+QA 周长最短. 二、一个动点,一个定点: 〔一动点在直线上运动: 点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P,使PA+PB 最小〔在图中画出点P 和点B 1、两点在直线两侧:2、两点在直线同侧:〔二动点在圆上运动点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P,使PA+PB 最小〔在图中画出点P 和点B1、点与圆在直线两侧:2、点与圆在直线同侧:三、已知A 、B 是两个定点,P 、Q 是直线m 上的两个动点,P 在Q 的左侧,且PQ 间长度恒定,在直线m 上要求P 、Q 两点,使得PA+PQ+QB 的值最小。
<原理用平移知识解> 〔1点A 、B 在直线m 两侧:过A 点作AC ∥m,且AC 长等于PQ 长,连接BC,交直线m 于Q,Q 向左平移PQ 长,即为P 点,此时P 、Q 即为所求的点。
〔2点A 、B 在直线m 同侧:练习题1.如图,∠AOB =45°,P 是∠AOB 内一点,PO =10,Q 、R 分别是OA 、OB 上的动点,求△PQR 周长的最小值为.P m A B Q P n m A B P'Q' n m A B Q P n m A B B' n m A B P m O A B A'E D m n A B A'B'P Qm n A A"A'2、如图1,在锐角三角形ABC中,AB=4,∠BAC=45°,∠BAC的平分线交BC于点D,M,N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值为.3、如图,在锐角三角形ABC中,AB=52,∠BAC=45,BAC的平分线交BC于D,M、N分别是AD和AB上的动点,则BM+MN的最小值是多少?4、如图4所示,等边△ABC的边长为6,AD是BC边上的中线,M是AD上的动点,E是AC边上一点.若AE=2,EM+CM的最小值为.5、如图3,在直角梯形ABCD中,∠ABC=90°,AD∥BC,AD=4,AB=5,BC=6,点P是AB上一个动点,当PC+PD的和最小时,PB的长为__________.6、如图4,等腰梯形ABCD中,AB=AD=CD=1,∠ABC=60°,P是上底,下底中点EF直线上的一点,则PA+PB的最小值为.7、如图5菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,E是AB的中点,P是对角线AC上的一个动点,则PE+PB的最小值为.8、如图,菱形ABCD的两条对角线分别长6和8,点P是对角线AC上的一个动点,点M、N分别是边AB、BC的中点,则PM+PN的最小值是9、如图,圆柱形玻璃杯,高为12cm,底面周长为18cm,在杯内离杯底3cm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与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为________cm.10、如图,菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,点P,Q,K分别为线段BC,CD,BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为11、如图,正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.则PB+PE的最小值是12、如图6所示,已知正方形ABCD的边长为8,点M在DC上,且DM=2,N是AC上的一个动点,则DN+MN的最小值为.13、如图,正方形ABCD的边长是2,∠DAC的平分线交DC于点E,若点P、Q分别是AD和AE上的动点,则DQ+PQ的最小值为.14、如图7,在边长为2cm的正方形ABCD中,点Q为BC边的中点,点P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为cm.〔结果不取近似值.15、如图,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,则P A+PC的最小值是.16、如图8,MN是半径为1的⊙O的直径,点A在⊙O上,∠AMN=30°,B为AN弧的中点,P是直径MN上一动点,则PA+PB的最小值为< ><A>2 <B><C>1 <D>2解答题1、如图9,正比例函数y=x的图象与反比例函数y=〔k≠0在第一象限的图象交于A点,过A点作x轴的垂线,垂足为M,已知三角形OAM的面积为1.〔1求反比例函数的解析式;〔2如果B为反比例函数在第一象限图象上的点〔点B与点A不重合,且B点的横坐标为1,在x轴上求一点P,使PA+PB最小.2、如图,一元二次方程x2+2x-3=0的二根x1,x2〔x1<x2是抛物线y=ax2+bx+c与x轴的两个交点B,C的横坐标,且此抛物线过点A〔3,6.〔1求此二次函数的解析式;〔2设此抛物线的顶点为P,对称轴与AC相交于点Q,求点P和点Q的坐标;〔3在x轴上有一动点M,当MQ+MA取得最小值时,求M点的坐标.3、如图10,在平面直角坐标系中,点A的坐标为〔1, ,△AOB的面积是.〔1求点B的坐标;〔2求过点A、O、B的抛物线的解析式;〔3在〔2中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△AOC的周长最小?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由;4.如图,抛物线y=错误!x2-错误!x+3和y轴的交点为A,M为OA的中点,若有一动点P,自M点处出发,沿直线运动到x轴上的某点〔设为点E,再沿直线运动到该抛物线对称轴上的某点〔设为点F,最后又沿直线运动到点A,求使点P运动的总路程最短的点E,点F的坐标,并求出这个最短路程的长.5.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,直角梯形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x 轴的正半轴上,OA=AB=2,OC=3,过点B作BD⊥BC,交OA于点D.将∠DBC绕点B按顺时针方向旋转,角的两边分别交y轴的正半轴、x轴的正半轴于点E和F.〔1求经过A、B、C三点的抛物线的解析式;〔2当BE经过〔1中抛物线的顶点时,求CF的长;〔3在抛物线的对称轴上取两点P、Q〔点Q在点P的上方,且PQ=1,要使四边形BCPQ的周长最小,求出P、Q两点的坐标.6.如图,已知平面直角坐标系,A,B两点的坐标分别为A<2,-3,B<4,-1若C<a,0>,D<a+3,0>是x轴上的两个动点,则当a为何值时,四边形ABDC的周长最短.7、如图11,在平面直角坐标系中,矩形的顶点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.〔1若E为边OA上的一个动点,当△CDE的周长最小时,求点E的坐标;〔2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,求点E、F的坐标.二、求两线段差的最大值问题<运用三角形两边之差小于第三边>基本图形解析:1、在一条直线m上,求一点P,使PA与PB的差最大;yCl x B A〔1点A 、B 在直线m 同侧:解析:延长AB 交直线m 于点P,根据三角形两边之差小于第三边,P ’A —P ’B <AB,而PA —PB=AB此时最大,因此点P 为所求的点。
【八年级压轴精选】一次函数背景下的存在性问题与最值问题,一题通关!自编一题,融合多种存在性问题和最值问题,若有兴趣补充编题的请留言,八下内容,解法要避开相似。
1、求解析式①用尺规作出直线BC和点D,②求直线BC的解析式,③求点D坐标;2、存在性问题(1)全等三角形存在性:①P为平面内一动点,且满足△ABC与△ABP全等,求点P坐标;②P为直线BC上一动点,Q为x轴上一动点,且满足△ABC与△CQP全等,求点P坐标(2)等腰三角形存在性:P为直线BC上一动点,△ABP为等腰三角形,求点P坐标;(3)直角三角形存在性:直线l过原点,且与BC平行,P为直线l上一动点,△ABP为直角三角形,求点P坐标;(4)等腰直角三角形存在性:P为第二象限内上一动点,△ABP为等腰直角三角形,求点P坐标;(5)等边三角形存在性(九年级用)P为第二象限内上一动点,△ABP为等边三角形,求点P坐标;(7)平行四边形存在性:①三定一动:P为平面内一动点,且以A、B、C、P为顶点的四边形为平行四边形,求点P坐标;②两定两动:P为直线AB上一动点,Q为y轴上一动点,且以B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,求点P、Q的坐标;(8)菱形存在性:P为直线BC上一动点,Q为平面内一动点,且以A、B、P、Q为顶点的四边形为菱形,求点P、Q的坐标;(9)矩形存在性:直线l过原点,且与BC平行,P为直线l上一动点,Q为平面内一动点,且以A、B、P、Q为顶点的四边形为矩形,求点P、Q的坐标;本讲先来解析部分小题:1、求解析式①用尺规作出直线BC和点D,②求直线BC的解析式,③求点D坐标;(考查内容:尺规作图、图形折叠、待定系数法求解析式,勾股定理或等积法求线段长)①折叠想到重合,全等,可得BC为∠ABO平分线,完成基本作图作已知角的角平分线即可,由D、O重合,可知BD=BO,CD=CO,CD⊥AB,所以在AB上截取BD=BO或CD=CO,或过C作CD⊥AB 于D(此法较繁)②待定系数法求直线解析式,需知两点,已知B(0,6)只要知道点C坐标,算OC长,八年级求线段长两种方法:勾股和等积,如下:再来解析2(7),考查平行四边形存在性,解法参考我之前文章:“平四”存在性问题探究2(7)平行四边形存在性:①三定一动:P为平面内一动点,且以A、B、C、P为顶点的四边形为平行四边形,求点P坐标;②两定两动:P为直线AB上一动点,Q为y轴上一动点,且以B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,求点P、Q的坐标;②码字太累,手写版本:上面方法优点:1、不会漏解,2、无需画图(5)等边三角形存在性(九年级用)P为第二象限内上一动点,△ABP为等边三角形,求点P坐标;解法参考我之前文章:一题5解。
2 m 2 专题十四 一次函数中的最值问题考点一 坐标系中两点之间的距离最值问题【方法点拨】①点到直线的垂线段最短;②两点之间线段最短。
1.如图,点 P 的坐标为(2,0),点 B 在直线 y =x +m 上运动,当线段 PB 最短时,PB 的长度是 2 + 2. 【思路点拨】当线段 PB 最短时,PB 与直线 y =x +m 垂直,根据解析式即可求得 C 、D 的坐标,然后根据勾股定理求得 CD ,然后根据三角形相似即可求得 PB 的最短长度.【解析】解:当线段 PB 最短时,PB ⊥CD ,如图所示:由直线 y =﹣x +m 可知,直线与坐标轴的交点为 C (﹣m ,0),D (0,m ),∴OC =m ,OD =m ,∴CD = 2m ,∵点 P 的坐标为(2,0),∴PC =2+m ,∵∠PCB =∠DCO ,∠PBC =∠DOC =90°,∴△PBC ∽△DOC ,PB ∴OD = PC PB ,即 = 2+n , CD n ∴PB = 2 + 2 . 2 m故答案为: 2 + 2m . 【点睛】本题考查了垂线段最短的性质,一次函数图象上点的坐标特征,勾股定理的应用,三角形相似2n3 5 2 的判定和性质,熟知垂线段最短是解题的关键.2.如图,点 P 在第一象限,△ABP 是边长为 2 的等边三角形,当点 A 在 x 轴的正半轴上运动时,点 B 随之在 y 轴的正半轴上运动,运动过程中,点 P 到原点的最大距离是 1+ ;若将△ABP 的 PA 边长改为 2 2,另两边长度不变,则点 P 到原点的最大距离变为 1+ .1【思路点拨】根据当 O 到 AB 的距离最大时,OP 的值最大,得到 O 到 AB 的最大值是2AB =1,此时在 斜边的中点 M 上,由勾股定理求出 PM ,即可求出答案;将△ABP 的 PA 边长改为 2 2,另两边长度不变,根据 22+22= (2 2)2,得到∠PBA =90°,由勾股定理求出 PM 即可【解析】解:取 AB 的中点 M ,连 OM ,PM ,在 Rt △ABO 中,OM = AB=1,在等边三角形 ABP 中,PM = 3,无论△ABP 如何运动,OM 和 PM 的大小不变,当 OM ,PM 在一直线上时,P 距 O 最远,1 ∵O 到 AB 的最大值是2 AB =1, 此时在斜边的中点 M 上,由勾股定理得:PM = 22 — 12 = 3,∴OP =1+ 3,将△AOP 的 PA 边长改为 2 2,另两边长度不变,∵22+22= (2 2)2,∴∠PBA =90°,由勾股定理得:PM = 12 + 22 = 5,∴此时 OP =OM +PM =1+5. 故答案为:1+ 3,1+ 5.【点睛】本题主要考查对直角三角形斜边上的中线性质,坐标与图形性质,三角形的三边关系,勾股定理的逆定理等边三角形的性质等知识点的理解和掌握,能根据理解题意求出 PO 的值是解此题的关键.2 , 考点二 坐标内的线段和(差)最值问题【方法点拨】运用“将军饮马”模型和最小,差最大31. 如图,已知点 A 的坐标为(0,1),点 B 的坐标为(2,﹣2),点 P 在直线 y =﹣x 上运动,当|PA ﹣PB | 最大时点 P 的坐标为()A .(2,﹣2)B .(4,﹣4)C .( 5 — 5)D .(5,﹣5)2 【思路点拨】根据轴对称的性质及待定系数法可求得答案.【解析】解:作 A 关于直线 y =﹣x 对称点 C ,易得 C 的坐标为(﹣1,0);连接 BC ,可得直线 BC 的方程为 y =— 4x — 4;5 5求 BC 与直线 y =﹣x 的交点,可得交点坐标为(4,﹣4);此时|PA ﹣PB |=|PC ﹣PB |=BC 取得最大值,其他 BCP 不共线的情况,根据三角形三边的关系可得|PC ﹣PB |<BC ;故选:B .【点睛】本题考查轴对称的运用,有很强的综合性,难度较大.2. 如图,在平面直角坐标系中,Rt △OAB 的顶点 A 在 x 轴正半轴上,顶点 B 的坐标为(3, 3),点 C 的13 31 3+ 19 22 1坐标为(2,0)点 P 的斜边 OB 上一个动点,则 PC +PA 的最小值为()A. 2 B . 2 C . 2 D .2 7【思路点拨】作 A 关于 OB 的对称点 D ,连接 CD 交 OB 于 P ,连接 AP ,过 D 作 DN ⊥OA 于 N ,则此时PA +PC 的值最小,求出 AM ,求出 AD ,求出 DN 、CN ,根据勾股定理求出 CD ,即可得出答案.【解析】解:作 A 关于 OB 的对称点 D ,连接 CD 交 OB 于 P ,连接 AP ,过 D 作 DN ⊥OA 于 N , 则此时 PA +PC 的值最小,∵DP =PA ,∴PA +PC =PD +PC =CD ,∵B (3, 3),∴AB = 3,OA =3,∵tan ∠AOB = AB = 3,OA 3∴∠AOB =30°,∴OB =2AB =2 3,由三角形面积公式得:1 ×OA ×AB = 1×OB ×AM , 2 2∴AM = 3, ∴AD =2× 3 =3,∵∠AMB =90°,∠B =60°,∴∠BAM =30°,∵∠BAO =90°,∴∠OAM =60°,∵DN ⊥OA ,∴∠NDA =30°,31 2 3 ∴AN = 1AD = 3,由勾股定理得:DN =3 3, 22 21 ∵C (2,0), ∴CN =3— 1 — 3=1, 2 2在 Rt △DNC 中,由勾股定理得:DC = 31 2 ,即 PA +PC 的最小值是.故选:B .【点睛】本题考查了三角形的内角和定理,轴对称﹣最短路线问题,勾股定理,含 30 度角的直角三角形性质的应用,关键是求出 P 点的位置,题目比较好,难度适中.3. 如图所示的平面直角坐标系中,点 A 的坐标是(﹣4,4)、点 B 的坐标是(2,5),在 x 轴上有一动点 P ,要使 PA +PB 的距离最短,则点 P 的坐标是 ( — 4 ,O) .【思路点拨】先作出点 A 关于 x 轴的对称点 A 1,再连接 A 1B ,求出直线 A 1B 的函数解析式,再把 y =0 代入即可得.【解析】解:作点 A 关于 x 轴的对称点 A 1(﹣4,﹣4),连接 A 1B 交 x 轴于 P ,12 + ( 323 )2 =∵B的坐标是(2,5),3.3∴直线A1B 的函数解析式为y=1.5x+2,把P 点的坐标(n,0)代入解析式可得n=—4∴点P 的坐标是( —4 ,O).【点睛】此题主要考查轴对称﹣﹣最短路线问题,综合运用了一次函数的知识.4.如图所示,四边形OABC 为正方形,边长为6,点A、C 分别在x 轴,y 轴的正半轴上,点D 在OA 上,且D点的坐标为(2,0),P是OB上的一个动点,试求PD+PA和的最小值是21O.【思路点拨】作出D关于OB的对称点D′,则D′的坐标是(0,2).则PD+PA的最小值就是AD′的长,利用勾股定理即可求解.【解析】解:作出D关于OB的对称点D′,则D′的坐标是(0,2).则PD+PA的最小值就是AD′的长.则OD′=2,因而AD′=O Dะ2+O A2=4+36=21O.则PD+PA 和的最小值是21O.故答案是:2 1O.22【点睛】本题考查了正方形的性质,以及最短路线问题,正确作出 P 的位置是关键.5. 如图,一次函数 y = 1x +2 的图象分别与 x 轴、y 轴交于点 A 、B ,以线段 AB 为边在第二象限内作等腰 Rt △ABC ,∠BAC =90°.( 可能 用到 的 公式 : 若 A ( x 1 , y 1 ), Bx 2 , y 2 ), ①AB 中 点坐 标为 (x 1+x 2 , y 1+y 2 ); 2 2②AB = (x 1 — x 2)2 + (y 1 — y 2)2)(1) 求线段 AB 的长;(2) 过 B 、C 两点的直线对应的函数表达式.(3) 点 D 是 BC 中点,在直线 AB 上是否存在一点 P ,使得 PC +PD 有最小值?若存在,则求出此最小值;若不存在,则说明理由.【思路点拨】(1)求出一次函数图象与 x 轴交点坐标,再利用勾股定理求出 AB 的长即可;(2) 过 C 作 CE 垂直于 x 轴,可得出三角形 ACE 与三角形 AOB 全等,进而确定出 C 坐标,利用待定系数法求出直线 BC 解析式即可;(3) 根据中点坐标公式,可得 D 点坐标,根据轴对称的性质,可得 D ′点,两点之间线段最短,可得 P点,根据解方程组,可得 E 点坐标,根据中点坐标公式,可得 D ′,根据两点间的距离,可得答案.【解析】解:(1)对于一次函数 y = 1x +2,令 x =0,得到 y =2,令 y =0,得到 x =﹣4,即 A (﹣4,0),B (0,2),∴OA =4,OB =2,则 AB = OA 2 + OB 2 =2 5;(2)过 C 作 CE ⊥x 轴,可得∠ECA +∠CAE =90°,3 3 ∵△BAC 为等腰直角三角形,∴AC =AB ,且∠BAC =90°,∴∠CAE +∠OAB =90°,∴∠ECA =∠OAB ,在△ECA 和△OAB 中,²ECA = ²OAB ²CEA = ²AOB = 9O° CA = AB∴△ACE ≌△BAO (AAS ),∴CE =OA =4,AE =OB =2,即 OE =OA +AE =6,∴点 C 的坐标为(﹣6,4).设直线 BC 解析式为 y =kx +b ,把 B (0,2)与 C (﹣6,4)代入得: b = 2 , — 6k + b = 4解得: k =— 1,b = 2 则直线 BC 解析式为 y =— 1x +2;(3) ,作出 D 关于直线 AB 的对称点 D ′,连接 CD ′,交直线 AB 于点 P ,此时 CP +DP 最小,∵点 D 为 BC 的中点,O —6 2+4∴点 D 的坐标为( 2 ,2 ),即 D (﹣3,3), ∵直线 AB 解析式为 y = 1x +2,k = 1,2 2∴直线 DD ′的 k =﹣2,设直线 DD ′的解析式为 y =kx +b ,将 k =﹣2,D (﹣3,3)代入,解得 b =﹣3,∴直线 DD ′解析式为 y =﹣2x ﹣3,( — 6 + 1)2 + (4 + 1)2 2与直线 AB 解析式联立得: 解得: x =— 2, y = 1y =— 2x — 3 y = 1 x + 2 ,即两直线交点 E 坐标为(﹣2,1).设D ′(x ,y ),由中点坐标公式,得x —3y+3 2=—2, 2 =1, 解得 x =﹣1,y =﹣1,∴D ′(﹣1,﹣1),则最小值为 CD ′==5 2.【点睛】本题考查了一次函数综合题,解(1)的关键是利用两点间的距离公式;解(2)的关键是利用全等三角形的判定与性质得出 C 点坐标,又利用了待定系数法求函数解析式;解(3)的关键是利用轴对称的性质得出 P 点坐标,又利用了对称点的中点在对称轴上得出 D ′点坐标.6. 在平面直角坐标系上,已知点 A (8,4),AB ⊥y 轴于 B ,AC ⊥x 轴于 C ,直线 y =x 交 AB 于 D .(1) 直接写出 B 、C 、D 三点坐标;(2) 若 E 为 OD 延长线上一动点,记点 E 横坐标为 a ,△BCE 的面积为 S ,求 S 与 a 的关系式;(3) 当 S =20 时,过点 E 作 EF ⊥AB 于 F ,G 、H 分别为 AC 、CB 上动点,求 FG +GH 的最小值.【思路点拨】(1)首先证明四边形 ABOC 是矩形,再根据直线 y =x 是第一象限的角平分线,可得 OB =BD ,延长即可解决问题;(2) 根据 S =S △OBE +S △OEC ﹣S △OBC 计算即可解决问题;(3) 首先确定点 E 坐标,如图二中,作点 F 关于直线 AC 的对称点 F ′,作 F ′H ⊥BC 于 H ,交 AC 于G .此时 FG +GH 的值最小;【解析】解:(1)∵AB ⊥y 轴于 B ,AC ⊥x 轴于 C ,∴∠ABO=∠ACO=∠COB=90°,∴四边形ABOC 是矩形,∵A(8,4),∴AB=OC=8,AC=OB=4,∴B(0,4),C(8,0),∵直线y=x 交AB 于D,∴∠BOD=45°,∴OB=DB=4,∴D(4,4).(2)由题意E(a,a),1 ×4×a+ 1 ×8×a—1 ×4×8=6a﹣16.∴S=S OBE+S OEC﹣S OBC=△△△ 2 2 2(3)当S=20 时,20=6a﹣16,解得a=6,∴E(6,6),∵EF⊥AB 于F,∴F(6,4),如图二中,作点F 关于直线AC 的对称点F′,作F′H⊥BC 于H,交AC 于G.此时FG+GH 的值最小.∵∠ABC=∠F′BH,∠BAC=∠F′HB,∴△ABC∽△HBF′,AC BC∴=,4 51O ∵AC =4,BC = 42 + 82 =4 5,BF ′=AB +AF ′=8+2=10,4∴F ะะ = ,∴F ′H =2 5,∴FG +GH 的最小值=F ′H =2 5.【点睛】本题考查一次函数综合题、矩形的判定和性质、三角形的面积、相似三角形的判定和性质、轴对称最短问题等知识,解题的关键是学会利用分割法求三角形的面积,学会利用轴对称解决最短问题, 属于中考压轴题.考点三 坐标系中三角形周长最小问题【方法点拨】通常已知一线段是定值,运用“将军饮马”模型求另外两线段和最小1. 如图,在直角坐标系中,点 A 、B 的坐标分别为(1,4)和(3,0),点 C 是 y 轴上的一个动点,且 A 、B 、C 三点不在同一条直线上,当△ABC 的周长最小时,点 C 的坐标是 (0,3) .【思路点拨】根据轴对称做最短路线得出 AE =B ′E ,进而得出 B ′O =C ′O ,即可得出△ABC 的周长最小时 C 点坐标.【解析】解:作 B 点关于 y 轴对称点 B ′点,连接 AB ′,交 y 轴于点 C ′,此时△ABC 的周长最小,∵点 A 、B 的坐标分别为(1,4)和(3,0),∴B ′点坐标为:(﹣3,0),AE =4,则 B ′E =4,即 B ′E =AE ,∵C ′O ∥AE ,∴B ′O =C ′O =3,∴点 C ′的坐标是(0,3),此时△ABC 的周长最小.故答案为(0,3).【点睛】此题主要考查了利用轴对称求最短路线以及平行线的性质,根据已知得出C 点位置是解题关键.2.在平面直角坐标系中,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OB 的中点,点E 为边OA 上的一个动点.(1)求线段CD 所在直线的解析式;(2)当△CDE 的周长最小时,求此时点E 的坐标;(3)当点E 为OA 中点时,坐标平面内,是否存在点F,使以D、E、C、F 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出F 点的坐标;若不存在,请说明理由.【思路点拨】(1)先求出C、D 的坐标,再用待定系数法即可求出线段CD 所在直线的解析式;(2)当△CDE 的周长最小时,DE+CE 最小;作点D 关于OA 的对称点D′,连接CD′交OA 于E,DE+CE 最小,证明△OED′∽△AEC,得出比例式求出OE 即可;(3)分三种情况:①CE 为对角线时,作FM⊥x 轴于M;证明△EMF≌△CBD,得出OM=BC=3,FM =DB=2,OM=1.5+3=4.5,即可得出F 的坐标;②DE 为对角线时,作FN⊥x 轴于N,则F1N∥FM,根据平行线分线段成比例定理得出NE=ME=3,NF1=FM=2,ON=1.5,即可得出结果;③DC 为对角线时,作F1Q⊥y 轴于Q,作F2P⊥y 轴于P;同②,即可得出结果.【解析】解:(1)∵四边形OACB是矩形,∴AC=OB=4,∠OBC=90°,332∵D 为 OB 的中点,∴OD =BD =2,∴C (3,4),D (0,2),设线段 CD 所在直线的解析式为 y =kx +b ,代入 C (3,0),D (0,2)得: 3k + b = 4, b = 2解得:k = 2,b =2, ∴线段 CD 所在直线的解析式为:y = 2x +2; (2) 当△CDE 的周长最小时,DE +CE 最小;作点 D 关于 OA 的对称点 D ′,连接 CD ′交 OA 于 E ,如图 1 所示:则 D ′(0,﹣2),DE =DE ′,∴DE +CE =D ′E +CE ═CD ′,∵∠OBC =90°,BD ′=6,∵AC ∥OB ,∴△OED ′∽△AEC ,O EO D ะ2 1 ∴AE = AC = 4 = , ∴AE =2AE ,∵OA =3,∴OE =1,∴E (1,0);(3) 存在;分三种情况:①CE 为对角线时,作 FM ⊥x 轴于 M ;如图 2 所示:∵BC ∥OA ,∴∠MEC =∠BCE ,∵四边形 DEFC 是平行四边形,∴CD ∥EF ,∴∠FEC =∠DCE ,∴∠MEF =∠BCD ,在△EMF 和△CBD 中,²FะE = ²DBC = 9O°²ะEF = ²BCD ,EF = CD∴△EMF≌△CBD(AAS),∴OM=BC=3,FM=DB=2,∴OM=1.5+3=4.5,∴F(4.5,2);②DE 为对角线时,作F1N⊥x 轴于N,则F1N∥FM,如图2 所示:∵EF1=CD=EF1,∴NE=ME=3,NF1=FM=2,∴ON=1.5,∴F1(﹣1.5,﹣2);③DC 为对角线时,作F1Q⊥y 轴于Q,作F2P⊥y 轴于P,如图所示:同②得:PF2=F1Q=ON=,1.5,PD=DQ=4,∴OP=6,∴F2(1.5,6);综上所述:F点的坐标为(4.5,2),或(1.5,6),或(﹣1.5,2).【点睛】本题是一次函数综合题,考查了矩形的性质、用待定系数法确定一次函数的解析式、相似三角形的判定与性质等知识;本题难度较大,综合性强,特别是(2)、(3)中,需要证明三角形相似或三角形全等才能得出结果.3.如图,在平面直角坐标系中,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.(1)点D 的坐标为(0,2);(2)若E 为边OA 上的一个动点,当△CDE 的周长最小时,求点E 的坐标.【思路点拨】由于C、D 是定点,则CD 是定值,如果△CDE 的周长最小,即DE+CE 有最小值.为此,作点D 关于x 轴的对称点D′,当点E 在线段CD′上时,△CDE 的周长最小.【解析】解:(1)∵OB=4,D为边OB的中点,∴OD=2,∴D(0,2),故答案为:(0,2);(2)如图,作点D 关于x 轴的对称点D′,连接CD′与x 轴交于点E,连接DE.若在边OA 上任取点E′与点E 不重合,连接CE′、DE′、D′E′由DE′+CE′=D′E′+CE′>CD′=D′E+CE=DE+CE,可知△CDE 的周长最小.∵在矩形 OACB 中,OA =3,OB =4,D 为 OB 的中点,∴BC =3,D ′O =DO =2,D ′B =6,∵OE ∥BC , O E D ะO ∴Rt △D ′OE ∽Rt △D ′BC ,有B C = D ะB ,∴OE =1,∴点 E 的坐标为(1,0).【点睛】此题主要考查轴对称﹣﹣最短路线问题,解决此类问题,一般都是运用轴对称的性质,将求折线问题转化为求线段问题,其说明最短的依据是三角形两边之和大于第三边.考点四 坐标系中四边形周长最小问题【方法点拨】已知两线段为定值,通过平移的方法,运用“将军饮马”模型求另外两线段和最小 71. 如图,当四边形 PABN 的周长最小时,a 的值为 . 4【思路点拨】作 B 关于 x 轴的对称点 C ,连结 CN ,作平行四边形 PNCD ,因为 AB 、PN 为定值 所以 PA +BN 最小即可 因为 BN =CN =PD 所以只要 AP +PD 最小 作直线 AD 交 x 轴于 Q ,当 P 与 Q 重合时,AP +PD =AD 最小.【解析】解:作 B 关于 x 轴的对称点 C ,连结 CN ,作平行四边形 PNCD ,44∵AB 、PN 为定值∴PA +BN 最小即可∵BN =CN =PD∴只要 AP +PD 最小作直线 AD 交 x 轴于 Q ,当 P 与 Q 重合时,AP +PD =AD 最小∵A (1,3)、D (2,﹣1)∴直线 AD 为:y =﹣4x +7 当 y =0 时,x = 7, 7 ∴Q 为(4,0) ∵P 、Q 重合∴a = 7. 【点睛】本题考查轴对称﹣最短问题,平行四边形的性质、一次函数的应用等知识,解题的关键是学会构建平行四边形,利用对称解决最短问题,属于中考常考题型.2. 在平面直角坐标系中,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 1 最小时,求点 E 、F 的坐标分别为 ( 3 7 ,0),( 3,0) ,并在图中画出示意图.【思路点拨】由于 DC 、EF 的长为定值,如果四边形 CDEF 的周长最小,即 DE +FC 有最小值.为此, 作点 D 关于 x 轴的对称点 D ',在 CB 边上截取 CG =2,当点 E 在线段 D ′G 上时,四边形 CDEF 的周长最小.【解析】解:如图,作点 D 关于 x 轴的对称点 D ',在 CB 边上截取 CG =2,连接 D 'G 与 x 轴交于点 E , 在 EA 上截取 EF =2,∵GC ∥EF ,GC =EF ,∴四边形 GEFC 为平行四边形,有 GE =CF . 又∵DC 、EF 的长为定值,∴此时得到的点 E 、F 使四边形 CDEF 的周长最小,∵OE ∥BC , O E D ะO ∴Rt △D 'OE ∽Rt △D 'BG ,有B G = D ะB .∴OE = D ะO ·B G = D ะO ·(B C —C G ) = 2×1 = 1 D ะB D ะB 6 3 ∴OF =OE +EF = 1 +2= 7.3 317 ∴点 E 的坐标为( 3 1,0),点 F 的坐标为( 3 7 ,0).故答案为:(3,0),(3,0).【点睛】此题主要考查轴对称﹣﹣最短路线问题,解决此类问题,一般都是运用轴对称的性质,将求折线问题转化为求线段问题,其说明最短的依据是三角形两边之和大于第三边.考点五 其它最值问题【方法点拨】根据具体题型求最值 1.若一次函数 y =kx +b ,当﹣2≤x ≤6 时,函数值的范围为﹣11≤y ≤9, 则此一次函数的解析式为 y = 5 x — 6 或 y =— 5 x + 4 .2 2【思路点拨】根据函数自变量的取值范围用待定系数法求函数解析式.【解析】解:∵y 是 x 的一次函数,当﹣2≤x ≤6 时,﹣11≤y ≤9.2 2 2 2 设所求的解析式为 y =kx +b ,分两种情况考虑:(1)将 x =﹣2,y =﹣11 代入得:﹣11=﹣2k +b ,将 x =6,y =9 代入得:9=6k +b ,联立解得:k = 5,b =﹣6,则函数的解析式是 y = 5x ﹣6;(2)将 x =6,y =﹣11 代入得:﹣11=6k +b ,将 x =﹣2,y =9 代入得:9=﹣2k +b ,联立解得:k =— 5,b =4,则函数的解析式是 y =— 5x +4. 综上,函数的解析式是 y = 5x ﹣6 或 y =— 5x +4. 2 2 故答案为:y = 5x ﹣6 或 y =— 5x +4 2 2【点睛】本题要注意利用一次函数自变量的取值范围,来列出方程组,求出未知数,写出解析式.2. 如图,在平面直角坐标系中,已知点 M (2,﹣3)、N (6,﹣3),连接 MN ,如果点 P 在直线 y =﹣x +1上,且点 P 到直线 MN 的距离不小于 1,那么称点 P 是线段 MN 的“疏远点”.(1) 判断点 A (2,﹣1)是否是线段 MN 的“疏远点”,并说明理由;(2) 若点 P (a ,b )是线段 MN 的“疏远点”,求 a 的取值范围;(3) 在(2)的前提下,用含 a 的代数式表示△MNP 的面积 S △MNP ,并求 S △MNP 的最小值.【思路点拨】(1)求出 A 到 MN 的距离,再判断即可;(2) 根据“疏远点”的意义求出 b 的范围,再代入求出 a 的范围即可;(3) 根据“疏远点”的意义得出 S MNP = 1 ×4×|﹣a +1﹣(﹣3)|,再去掉绝对值符号即可. △ 2【解析】解:(1)点A(2,﹣1)是线段MN的“疏远点”,并说明理由理由是:∵M(2,﹣3)、N(6,﹣3),A(2,﹣1),∴A 到直线MN 的距离为﹣1﹣(﹣3)=2>1,∵点P到直线MN的距离不小于1,那么称点P是线段MN的“疏远点”,∴点A(2,﹣1)是线段MN的“疏远点”;(2)∵点P(a,b)是线段MN的“疏远点”,M(2,﹣3)、N(6,﹣3),∴|b﹣(﹣3)|≥1,∴b≥﹣2 或b≤﹣4,代入y=﹣x+1 得:﹣a+1≥﹣2 或﹣a+1≤﹣4,解得:a≤3 或a≥5,即 a 的取值范围是a≤3 或a≥5;(3)∵M(2,﹣3)、N(6,﹣3),∴MN=6﹣2=4,∴S =1 ×4×|﹣a+1﹣(﹣3)|= — 2a + 8(a<4)△MNP 2,2a — 8(a>4)∵a≤3 或a≥5,∴S△MNP的最小值是2.【点睛】本题考查了一次函数图象上点的特征,一次函数的性质等知识点,能根据“疏远点”的意义列出算式是解此题的关键.3.对某一个函数给出如下定义:若存在实数M>0,对于任意的函数值y,都满足﹣M≤y≤M,则称这个函数是有界函数,在所有满足条件的M 中,其最小值称为这个函数的边界值.例如,图中的函数是有界函数,其边界值是1.(1)函数y=x+1(﹣4≤x≤2)是不是有界函数?若是有界函数,求其边界值;(2)若函数y=﹣x+1(a≤x≤b,b>a)的边界值是2,且这个函数的最大值也是2,求b 的取值范围.(x — O)2 + (O — 1)2【思路点拨】(1)根据有界函数的定义即可得出函数 y =x +1(﹣4≤x ≤2)是有界函数,再代入 x =﹣4和 x =2 即可得出其边界值;(2)根据一次函数的性质可得出函数 y =﹣x +1 是单减函数,结合函数的最大值为 2 即可得出 a 的值, 再代入 b 的值结合有界函数的定义以及该函数的边界值即可得出关于 b 的一元一次不等式组,解不等式组即可得出 b 的取值范围;【解析】解:(1)根据有界函数的定义知,函数 y =x +1(﹣4≤x ≤2)是有界函数.∵﹣4+1=﹣3,2+1=3,∴y =x +1(﹣4<x ≤2)边界值为 3.(2)∵k =﹣1<0,∴函数 y =﹣x +1 的图象是 y 随 x 的增大而减小,∴当 x =a 时,y =﹣a +1=2,解得:a =﹣1;当 x =b 时,y =﹣b +1,— 2 ≤— b + 1 ≤ 2∴ b >a ,a =— 1∴﹣1<b ≤3;【点睛】本题考查了一次函数的性质、有界函数的定义以及解一元一次不等式组,解题的关键是:(1)根据有界函数的定义判断一个函数是否为有界函数;(2)找出关于 b 的一元一次不等式组.4. 请阅读下述材料,并解答问题例:说明代数式 x 2 + 1 + (x — 3)2 + 4的几何意义,并求它的最小值.解: 在平面直角坐标系中, 已知两点 P 1 ( x 1 , y 1 ), P 2 ( x 2 , y 2 ) 则这两点间的距离公式为:P 1P 2=所以原式= +如图建立直角坐标系,点 P (x ,0)是 x 轴上一点,则 (x — O)2 + (O — 1)2可以看成点 P 与点 A (0,1) (x 1 — x 2)2 + (y 1 — y 2)2(x — 3)2 + (O — 2)2(x — 1)2 + 1 的距离, (x — 3)2 + (O — 2)2可以看成点 P 与点 B (3,2)的距离,所以原代数式的值可以看成线段 PA 与 PB 的长度之和,它的最小值就是 PA +PB 的最小值.设点 A 关于 x 轴的对称点为 A ′,则 PA =PA ′, 因此,求 PA +PB 的最小值,只需求 PA ′+PB 的最小值,由两点之间,线段最短可得,PA ′+PB 的最小值为线段 A ′B 的长度.为求 A ′B 我们可以构造直角三角形 A ′CB ,因为 A ′C =3,CB =3,所以 A ′ B =3 2,即原式的最小值为 3 2解答问题:(1)代数式 + (x — 2)2 + 9的值可以看成平面直角坐标系中点 P (x ,0)与点 A (1,1)、点 B (2,3) 的距离之和(填写点 B 的坐标);(2)代数式 x 2 + 49 + x 2 — 12x + 37的最小值为 10 .【思路点拨】(1)模仿例题即可解决问题;(2)用转化的思想思考问题即可;【解析】解:(1)由题意可知,点 B 坐标为(2,3);故答案为(2,3).(2) x 2 + 49 + x 2 — 12x + 37 = x 2 + 72 + (x — 6)2 + 12,求 x 2 + 49 + x 2 — 12x + 37的最小值,相当于在 x 轴上找一点 P (x ,0),使得 P 到 A (0,7),B (6,1)的距离之和的最小值,设点 A 关于 x 轴的对称点为 A ′,则 PA =PA ′,因此,求 PA +PB 的最小值,只需求 PA ′+PB 的最小值, 由两点之间,线段最短可得,PA ′+PB 的最小值为线段 A ′B 的长度.为求 A ′B 我们可以构造直角三角形 A ′CB ,因为 A ′C =6,CB =8,所以 A ′B =10,即原式的最小值为 10.故答案为 10.【点睛】本题考查轴对称﹣最短问题,勾股定理等知识,解题的关键是学会用数形结合的思想解决问题,属于中考常考题型.5.如图1,在平面直角坐标系中,点D 的横坐标为4,直线l1:y=x+2 经过点D,分别与x、y 轴交于点A、B两点.直线l2:y=kx+b经过点D及点C(1,0).(1)求出直线l2 的解析式.(2)在直线l2 上是否存在点E,使△ABE 与△ABO 的面积相等,若存在,求出点E 的坐标,若不存在,请说明理由.(3)如图2,点P为线段AD上一点(不含端点),连接CP,一动点H从点C出发,沿线段CP以每秒2 个单位的速度运动到P,再沿线段PD 以每秒2 2个单位的速度运动到D 后停止,求P 点在整个运动过程的最少用时.【思路点拨】(1)利用C,D 两点坐标代入y=kx+b,解方程组即可解决问题;(2)存在.如图1 中,作OE∥AB 交CD 于E.由AB∥OE,可得S△ABE=S△ABO,构建方程组求出点E 坐标即可;(3)如图2 中,作DM∥AC,PH⊥DM 于H,CH′⊥DM 于H′交AD 于P′.由题意P 点在整个运2 2 2动过程的时间t = PC+ PD = 1 PC + PD MDA =∠BAO =45°,推出PH = P D t = 1PC +PH ), 2 2( 2 ),易知∠ 2,推出 2( 根据此线段最短可知,当点 P 与 P ′,点 H 与 H ′共线时,t 的值最小,最小值= 1CH ′; 【解析】解:(1)由题意 A (﹣2,0),B (0,2),D (4,6),C (1,0),则 有 k + b = O ,4k + b = 6解 得 k = 2 ,b =— 2∴直线 l 2 的解析式为 y =2x ﹣2.( 2 ) 存 在 . ① 当 点 E 在 线 段 CD 上 时 , 如 图 1 中 , 作 OE ∥ AB 交 CD 于E .∵AB ∥OE ,∴S △ABE =S △ABO ,∵直线 OE 的解析式为 y =x ,y = x 由 y = 2x — 2 ∴E (2,2).,解得 x = 2, y = 2②当点 E ′在线段 CD 的延长线上时,由 y = x + 4 ,解得 x = 6 ,∴E ′(6,10).y = 2x — 2y = 1O 综上所述,满足条件的点 E 坐标为(2,2)或(6,10).(3)如图 2 中,作 DM ∥AC ,PH ⊥DM 于 H ,CH ′⊥DM 于 H ′交 AD 于 P ′.2 2 2 22由题意 P 点在整个运动过程的时间 t =PC + PD = 1(PC + PD 2 2 2∵A (﹣2,0),B (0,2),∴OA =OB ,∴∠MDA =∠BAO =45°,∴PH =PD ∴t = 1(PC +PH ), 根据此线段最短可知,当点 P 与 P ′,点 H 与 H ′共线时,t 的值最小,最小值= 1CH ′=3s∴P 点在整个运动过程的最少用时为 3s .【点睛】本题考查一次函数综合题、待定系数法、平行线的性质、等高模型、垂线段最短等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题., ),。
专题一.线段和(差)的最值问题【知识依据】1.线段公理——两点之间,线段最短;2.对称的性质——①关于一条直线对称的两个图形全等;②对称轴是两个对称图形对应点连线的垂直平分线;3.三角形两边之和大于第三边;4.三角形两边之差小于第三边;5、垂直线段最短。
一、已知两个定点:1、在一条直线m 上,求一点P ,使PA+PB 最小;(1)点A 、B 在直线m 两侧:(2)点A 、B 在直线同侧:A 、A ’ 是关于直线m 的对称点。
2、在直线m 、n 上分别找两点P 、Q ,使PA+PQ+QB 最小。
(1)两个点都在直线外侧:P m A B m A B m A BPm A B A'n m A B Q P n m A B P'Q'(2)一个点在内侧,一个点在外侧:(3)两个点都在内侧:(4)、台球两次碰壁模型变式一:已知点A 、B 位于直线m,n 的内侧,在直线n 、m 分别上求点D 、E 点,使得围成的四边形ADEB 周长最短.变式二:已知点A 位于直线m,n 的内侧, 在直线m 、n 分别上求点P 、Q 点PA+PQ+QA 周长最短.n m A B QP n m A B B'Q P nm A B B'A' n m A B m n A B E D m n A B A'B'm n A P Q m n A A'二、一个动点,一个定点:(一)动点在直线上运动: 点B 在直线n 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B )1、两点在直线两侧:2、两点在直线同侧:(二)动点在圆上运动:点B 在⊙O 上运动,在直线m 上找一点P ,使PA+PB 最小(在图中画出点P 和点B )1、点与圆在直线两侧:2、点与圆在直线同侧:m n A P m n A B m n A Pm n A A'B m O A P'P m O B A B' m O A P m O A B A'三、已知A 、B 是两个定点,P 、Q 是直线m 上的两个动点,P 在Q 的左侧,且PQ 间长度恒定,在直线m 上要求P 、Q 两点,使得PA+PQ+QB 的值最小。