旋转求线段最值_学生版
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二次函数与几何综合专题----线段最值问题将军饮马:这个将军饮的不是马,是数学!原理:两点间线段最短;点到直线的垂直距离最短;对称(翻折)、平移.策略:对称(翻折)→化同为异、化异为同;化折为直.两村一路(异侧)和最小两村一路(同侧)和最小两路一村和最小两村两路和最小两村一路和最小两村一路(同侧)差最大 两村一路(异侧)差最大例:如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线2y x bx c =++与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,3OA OC ==,顶点为D ,对称轴交x 轴于点E . (1)求抛物线的解析式、对称轴及顶点D 的坐标.(2)直线AC 下方的抛物线上有一动点P ,过点P 作//PN y 轴交AC 于N ,求线段PN 的最大值及此时点P 的坐标.(3)直线AC 下方的抛物线上有一动点P ,过点P 作PH AC ⊥于H ,求线段PH 的最大值及此时点P 的坐标.(4)直线AC 下方的抛物线上有一动点P ,过点P 作//PN y 轴交AC 于N ,过点P 作PH AC ⊥于H ,求PNH △周长的最大值及此时点P 的坐标.(5)在抛物线对称轴上找一点N,使得BCN△周长的最小值及此时点N的坐标.△的周长最小,求BCN⊥交AC于点M,求CM的最小值.(6)在线段OA上找一点N,连接NC,作NM NCMN=,求四边形BNMC周长的最小值及(7)在抛物线对称轴上有两动点N、M(点N在点M上方),且1此时M的坐标.-最大,求点N的坐标.(8)在对称轴上找一点N,使得NA NC二次函数与几何综合专题---- 胡不归和阿氏圆问题【胡不归最值问题】 求BC +kAC 的最小值.解决思路:构造射线AD 使得sin ∠DAN=k ,即CHk AC,CH=kAC .将问题转化为求BC+CH 最小值,过B 点作BH ⊥AD 交MN 于点C ,交AD 于H 点,此时BC+CH 取到最小值,即BC+kAC 最小.【实例分析】1.已知抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴交于A (﹣1,0),B (5,0)两点,C 为抛物线的顶点,抛物线的对称轴交x 轴于点D ,连结BC ,且tan ∠CBD =43,如图所示. (1)求抛物线的解析式;(2)设P 是抛物线的对称轴上的一个动点.①过点P 作x 轴的平行线交线段BC 于点E ,过点E 作EF ⊥PE 交抛物线于点F ,连结FB 、FC ,求△BCF 的面积的最大值;②连结PB ,求35PC +PB 的最小值.CH=kACsin α=CH AC=kHDαA BCM MCBAαDH2.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),交y轴于点N,点M 为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,连接AM,点E是线段AM上方抛物线上一动点,EF⊥AM于点F,过点E作EH⊥x轴于点H,交AM于点D.点P是y轴上一动点,当EF取最大值时:①求PD+PC的最小值;②如图2,Q点为y轴上一动点,请直接写出DQ+14OQ的最小值.3.如图,抛物线y =ax 2﹣2ax +c 的图象经过点C (0,﹣2),顶点D 的坐标为(1,−83),与x 轴交于A 、B 两点.(1)求抛物线的解析式.(2)连接AC ,E 为直线AC 上一点,当△AOC ∽△AEB 时,求点E 的坐标和AE AB的值.(3)在(2)的条件下,点F (0,y )是y 轴上一动点,当y 为何值时,√55FC +BF 的值最小.并求出这个最小值.(4)点C 关于x 轴的对称点为H ,当√55FC +BF 取最小值时,在抛物线的对称轴上是否存在点Q ,使△QHF 是直角三角形?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.4.如图1,抛物线y=x2+(m﹣2)x﹣2m(m>0)与x轴交于A,B两点(A在B左边),与y轴交于点C.连接AC,BC.且△ABC的面积为8.(1)求m的值;(2)在(1)的条件下,在第一象限内抛物线上有一点T,T的横坐标为t,使∠ATC=60°.求(t﹣1)2的值.(3)如图2,点P为y轴上一个动点,连接AP,求CP+AP的最小值,并求出此时点P的坐标.【阿氏圆最值问题】计算PA k PB +的最小值时,利用两边成比例且夹角相等构造母子型相似三角形问题:在圆上找一点P 使得PA k PB +的值最小,解决步骤具体如下: ①如图,将系数不为1的线段两端点与圆心相连即OP ,OB ②计算出这两条线段的长度比OPk OB= ③在OB 上取一点C ,使得OC k OP =,即构造△POM ∽△BOP ,则PCk PB=,PC k PB = ④则=PA k PB PA PC AC ++≥,当A 、P 、C 三点共线时可得最小值【实例分析】1.如图,抛物线2y ax bx c =++与x 轴交于(3A 0),B 两点(点B 在点A 的左侧),与y 轴交于点C ,且33OB OA OC ==,OAC ∠的平分线AD 交y 轴于点D ,过点A 且垂直于AD 的直线l 交y 轴于点E ,点P 是x 轴下方抛物线上的一个动点,过点P 作PF x ⊥轴,垂足为F ,交直线AD 于点H . (1)求抛物线的解析式;(2)设点P 的横坐标为m ,当FH HP =时,求m 的值; (3)当直线PF 为抛物线的对称轴时,以点H 为圆心,12HC 为半径作H ,点Q 为H 上的一个动点,求14AQ EQ +的最小值.2.如图1,抛物线y=ax2+bx+c与x轴正半轴交于点A,点B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.若线段AB绕点A逆时针旋转120°,点B刚好与点C重合,点B的坐标为(3,0).(1)求抛物线的表达式;(2)抛物线的对称轴上是否存在一点P,使△ACP为直角三角形?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;(3)如图2,以点B为圆心,以1为半径画圆,若点Q为⊙B上的一个动点,连接AQ,CQ,求AQ+CQ 的最小值.3.如图,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于点A,B(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.(1)如图①,若点D为抛物线的顶点,以点B为圆心,3为半径作⊙B.点E为⊙B上的动点,连接A,DE,求DE+AE的最小值.(2)如图②,若点H是直线AC与抛物线对称轴的交点,以点H为圆心,1为半径作⊙H,点Q是⊙H 上一动点,连接OQ,AQ,求OQ+AQ的最小值;(3)如图③,点D是抛物线上横坐标为2的点,过点D作DE⊥x轴于点E,点P是以O为圆心,1为半径的⊙O上的动点,连接CD,DP,PE,求PD﹣PE的最大值.4.如图1,抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为(﹣1,0),抛物线的对称轴是直线x=.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P是直线BC下方的抛物线上一个动点,是否存在点P使四边形ABPC的面积为16,若存在,求出点P的坐标若不存在,请说明理由;(3)如图2,过点B作BF⊥BC交抛物线的对称轴于点F,以点C为圆心,2为半径作⊙C,点Q为⊙C 上的一个动点,求BQ+FQ的最小值.【课后练习】1.如图,直线y=x+2与抛物线y=x2﹣2mx+m2+m交于A、B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为D,抛物线的对称轴与直线AB交于点M.(1)当四边形CODM是菱形时,求点D的坐标;(2)若点P为直线OD上一动点,求△APB的面积;′(3)作点B关于直线MD的对称点B',以点M为圆心,MD为半径作⊙M,点Q是⊙M上一动点,求QB'+QB的最小值.2.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点C(2,﹣3),且与x轴交于原点及点B(8,0),点A为抛物线的顶点.(1)求二次函数的表达式;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点M,使△ABM是等腰三角形?如果存在,请求出点M的坐标.如果不存在,请说明理由;(3)若点P为⊙O上的动点,且⊙O的半径为,求的最小值.3.抛物线y=ax2+bx﹣5的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A坐标为(﹣1,0),一次函数y=x+k的图象经过点B、C.(1)试求二次函数及一次函数的解析式;(2)如图1,点D(2,0)为x轴上一点,P为抛物线上的动点,过点P、D作直线PD交线段CB于点Q,连接PC、DC,若S△CPD=3S△CQD,求点P的坐标;(3)如图2,点E为抛物线位于直线BC下方图象上的一个动点,过点E作直线EG⊥x轴于点G,交直线BC于点F,当EF+√22CF的值最大时,求点E的坐标.4.如图①,直线y=﹣x﹣3分别与x轴、y轴交于点B,C,抛物线y=ax2+bx+c经过B,C两点,且与x轴的另一交点为A(1,0).(1)求抛物线的函数解析式;(2)如图①,点P在第三象限内的抛物线上.①连接AC,PB,PC,当四边形ABPC的面积最大时,求点P的坐标;②在①的条件下,G为x轴上一点,当PG+√55AG取得最小值时,求点G的坐标;(3)如图②,Q为x轴下方抛物线上任意一点,D是抛物线的对称轴与x轴的交点,直线AQ,BQ分别交抛物线的对称轴于点M,N.问:DM+DN是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.Math唐老师。
备战2020中考数学之解密压轴解答题命题规律专题10 二次函数与线段关系及最值定值问题【类型综述】图形运动的过程中,求两条线段之间的函数关系,是中考数学的热点问题.产生两条线段间的函数关系,常见的情况有两种,一是勾股定理,二是比例关系.还有一种不常见的,就是线段全长等于部分线段之和.由比例线段产生的函数关系问题,在两种类型的题目中比较常用. 一是由平行线产生的对于线段成比例,二是相似三角形的对应边成比例.一般步骤是先说理产生比例关系,再代入数值或表示数的字母,最后整理、变形,根据要求写出定义域.关键是寻找比例关系,难点是有的整理、变形比较繁琐,容易出错.【方法揭秘】由勾股定理产生的函数关系,在两种类型的题目中比较常用.类型一,已知“边角边”,至少一边是动态的,求角的对边.如图1,已知点A 的坐标为(3, 4),点B 是x 轴正半轴上的一个动点,设OB =x ,AB =y ,那么我们在直角三角形ABH 中用勾股定理,就可以得到y 关于x 的函数关系式.类型二,图形的翻折.已知矩形OABC 在坐标平面内如图2所示,AB =5,点O 沿直线EF 翻折后,点O 的对应点D 落在AB 边上,设AD =x ,OE =y ,那么在直角三角形AED 中用勾股定理就可以得到y 关于x 的函数关系式.图1 图2【典例分析】【例1】如图①,矩形ABCD 中,2,5,1AB BC BP ===,090MPN ∠=,将MPN ∠绕点P 从PB 处开始按顺时针方向旋转,PM 交边AB (或AD )于点E ,PN 交边AD (或CD )于点F .当PN 旋转至PC 处时,MPN ∠的旋转随即停止.(1)特殊情形:如图②,发现当PM 过点A 时,PN 也恰好过点D ,此时ABP ∆是否与PCD ∆相似?并说明理由;(2)类比探究:如图③,在旋转过程中,PEPF的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由; (3)拓展延伸:设AE t =时,EPF ∆的面积为S ,试用含t 的代数式表示S ;①在旋转过程中,若1t =时,求对应的EPF ∆的面积; ②在旋转过程中,当EPF ∆的面积为4.2时,求对应的t 的值.【例2】如图1,在矩形ABCD 中,AB =8,AD =10,E 是CD 边上一点,连接AE ,将矩形ABCD 沿AE 折叠,顶点D 恰好落在BC 边上点F 处,延长AE 交BC 的延长线于点G . (1)求线段CE 的长;(2)如图2,M ,N 分别是线段AG ,DG 上的动点(与端点不重合),且∠DMN =∠DAM ,设AM =x ,DN =y . ①写出y 关于x 的函数解析式,并求出y 的最小值;②是否存在这样的点M ,使△DMN 是等腰三角形?若存在,请求出x 的值;若不存在,请说明理由.【例3】抛物线2(0)y ax bx c a =++≠与x 轴交于,A B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点(0,4)C -.已知(2,0)A -,抛物线的对称轴l 交x 轴于点(1,0)D . (1)求出,,a b c 的值;(2)如图1,连接BC ,点P 是线段BC 下方抛物线上的动点,连接,PB PC .点,M N 分别在y 轴,对称轴l 上,且MN y ⊥轴.连接,AM PN .当PBC ∆的面积最大时,请求出点P 的坐标及此时AM MN NP ++的最小值;(3)如图2,连接AC ,把AOC ∆按照直线y x =对折,对折后的三角形记为A OC ∆'',把A OC ∆''沿着直线BC 的方向平行移动,移动后三角形的记为A O C ∆''''',连接DA '',DC '',在移动过程中,是否存在DA C ∆''''为等腰三角形的情形?若存在,直接写出点C ''的坐标;若不存在,请说明理由.【例4】如图在锐角△ABC 中,BC =6,高AD =4,两动点M 、N 分别在AB 、AC 上滑动(不包含端点),且MN ∥BC,以MN 为边长向下作正方形MPQN,设MN =x,正方形MPQN 与△ABC 公共部分的面积为y . (1)如图(1),当正方形MPQN 的边P 恰好落在BC 边上时,求x 的值;(2)如图(2),当PQ 落△ABC 外部时,求出y 与x 的函数关系式(写出x 的取值范围)并求出x 为何值时y 最大,最大是多少?【例5】如图,抛物线y=12-x2+mx+m(m>0)的顶点为A,交y轴于点C.(1)求出点A的坐标(用含m的式子表示);(2)若直线y=﹣x+n经过点A,与抛物线交于另一点B,证明:AB的长是定值;(3)连接AC,延长AC交x轴于点D,作直线AD关于x轴对称的直线,与抛物线分别交于E、F两点.若∠ECF=90°,求m的值.【例6】如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,A点在原点的左侧,B 点的坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).(1)求二次函数解析式;(2)若点Q为抛物线上一点,且S△ABQ=12S△ACQ,求点Q的坐标;(3)若直线l:y=mx+n与抛物线有两个交点M,N(M在N的左边),P为抛物线上一动点(不与M,N重合).过P作PH平行于y轴交直线l于点H,若HM HNHP⋅=5,求m的值.【变式训练】1.如图,抛物线y =ax 2+4x +c (a ≠0)与反比例函数y =5x的图象相交于点B ,且点B 的横坐标为5,抛物线与y 轴交于点C (0,6),A 是抛物线的顶点,P 和Q 分别是x 轴和y 轴上的两个动点,则AQ +QP +PB 的最小值为_____.2.如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC 的顶点 A 在 x 轴正半轴上,顶点 C 的坐标为(4,3),D 是抛物线 y =﹣x 2+6x 上一点,且在x 轴上方,则△BCD 面积的最大值为__________3.己知抛物线2114y x =+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(3,3),P 是抛物线2114y x =+上一个动点,则△PMF 周长的最小值是__________.4.如图,在Rt △ABC 中,∠BAC =90°,AB =AC =16cm ,AD 为BC 边上的高,动点P 从点A 出发,沿A →D 方向以2/s 的速度向点D 运动,过P 点作PE ∥BC 交AC 于点E ,过E 点作EF ⊥BC 于点F ,设△ABP 的面积为S 1,四边形PDFE 的面积为S 2,则点P 在运动过程中,S 1+S 2的最大值为______.5.在平面直角坐标系中,已知()A 2,4、()P 1,0,B 为y 轴上的动点,以AB 为边构造ABC V ,使点C 在x 轴上,BAC 90.M ∠=o 为BC 的中点,则PM 的最小值为______.6.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x 2+4x 与x 轴交于点A,点M 是x 轴上方抛物线上一点,过点M 作MP ⊥x 轴于点P,以MP 为对角线作矩形MNPQ,连结NQ,则对角线NQ 的最大值为_________.7.如图,在平面直角坐标系中,过A (-1,0)、B (3,0)两点的抛物线交y 轴于点C,其顶点为点D,设△ACD 的面积为S 1,△ABC 的面积为S 2.小芳经探究发现:S 1︰S 2是一个定值.这个定值为________.8.如图,在平面直角坐标系中,有二次函数23333y x x =--+,顶点为H ,与x 轴交于A 、B 两点(A 在B 左侧),易证点H 、B 关于直线3:33l y x =+对称,且A 在直线l 上.过点B 作直线//BK AH 交直线l 于K 点,M 、N 分别为直线AH 和直线l 上的两个动点,连接HN 、NM 、MK ,则HN NM MK ++的最小值为________9.如图,抛物线2(0)y ax bx c a =++≠与直线1y x =+相交于(1,0)A -,(4,)B m 两点,且抛物线经过点(5,0)C(1)求抛物线的解析式.(2)点P 是抛物线上的一个动点(不与点A 点B 重合),过点P 作直线PD x ⊥轴于点D ,交直线AB 于点E .当2PE ED =时,求P 点坐标;(3)如图所示,设抛物线与y 轴交于点F ,在抛物线的第一象限内,是否存在一点Q ,使得四边形OFQC 的面积最大?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.10.如图,在矩形ABCD 中,AB=18,AD=12,点M 是边AB 的中点,连结DM,DM 与AC 交于点G ,点E,F 分别是CD 与DG 上的点,连结EF,(1)求证:CG=2AG .(2)若DE=6,当以E,F,D 为顶点的三角形与△CDG 相似时,求EF 的长.(3)若点E 从点D 出发,以每秒2个单位的速度向点C 运动,点F 从点G 出发,以每秒1个单位的速度向点D 运动.当一个点到达,另一个随即停止运动.在整个运动过程中,求四边形CEFG 的面积的最小值.11.如图①,抛物线y=a(x 2+2x-3)(a≠0)与x 轴交于点A 和点B,与y 轴交于点C,且OC=OB.(1)直接写出点B 的坐标是( , ),并求抛物线的解析式;(2)设点D 是抛物线的顶点,抛物线的对称轴是直线l,连接BD,线段OC 上的点E 关于直线l 的对称点E'恰好在线段BD 上,求点E 的坐标;(3)若点F 为抛物线第二象限图象上的一个动点,连接BF,CF,当△BCF 的面积是△ABC 面积的一半时,求此时点F 的坐标.12.如图,抛物线y =﹣x 2+mx +2与x 轴交于点A ,B ,与y 轴交于点C ,点A 的坐标为(1,0) (1)求抛物线的解析式(2)在抛物线的对称轴l 上找一点P ,使PA +PC 的值最小,求出点P 的坐标 (3)在第二象限内的抛物线上,是否存在点M ,使△MBC 的面积是△ABC 面积的12?若存在,求出点M 的坐标,若不存在,请说明理由.13.如图,抛物线212y x mx n =++交x 轴于A 、B 两点,直线y=kx+b 经过点A,与这条抛物线的对称轴交于点M (1,2),且点M 与抛物线的顶点N 关于x 轴对称.(1)求抛物线的函数关系式;(2)设题中的抛物线与直线的另一交点为C,已知P(x,y)为线段AC上一点,过点P作PQ⊥x轴,交抛物线于点Q.求线段PQ的最大值及此时P坐标;(3)在(2)的条件下,求△AQC面积的最大值.14.如图,抛物线y=﹣12x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且OA=2,OC=3.(1)求抛物线的解析式;(2)点D(2,2)是抛物线上一点,那么在抛物线的对称轴上,是否存在一点P,使得△BDP的周长最小,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(3)连接AD并延长,过抛物线上一点Q(Q不与A重合)作QN⊥x轴,垂足为N,与射线交于点M,使得QM=3MN,若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.15.如图,在平面直角坐标系中,点A在抛物线y=- x2 + 4x上,且横坐标为1,点B与点A关于抛物线的对称轴对称,直线AB与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,点E的坐标为(1,1).(1)求线段AB 的长.(2)点P 为线段AB .上方抛物线上的任意一点,过点P 作AB 的垂线交AB 于点H,点F 为y 轴上一点,当∆PBE 的面积最大时,求PH + HF + 12FO 的最小值. (3)在(2)中,PH+HF+12方FO 取得最小值时,将∆CFH 绕点C 顺时针旋转60°后得到∆CF'H',过点F'作CF'的垂线与直线AB 交于点Q,点R 为抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点S,使以点D,Q,R,S 为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点S 的坐标,若不存在,请说明理由.16.已知,二次函数24y x x c =-+的图像与x 轴的一个交点为O(0,0),点P (m,0)是x 轴正半轴上的一个动点.(1)如图1,求二次函数的图像与x 轴另一个交点的坐标; (2)如图2,过点P 作x 轴的垂线交直线33y x =与点C,交二次函数图像于点D, ①当PD=2PC 时,求m 的值;如图3,已知A (3,-3)在二次函数图像上,连结AP,求12AP OP +的最小值;(3如图4,在第(2)小题的基础上,作直线OD,作点C关于直线OD的对称点C’,当C’落在坐标轴上时,请直接写出m的值.17.如图1,已知抛物线y =ax2+bx +c 经过A(-3,0),B (1,0 ),C (0,3 )三点,其顶点为D,对称轴是直线l , l 与x 轴交于点H .(1)求该抛物线的解析式;(2)若点P 是该抛物线对称轴l 上的一个动点,求∆PBC 周长的最小值;(3)如图2,若 E 是线段AD 上的一个动点(E 与A, D 不重合),过 E 点作平行于y 轴的直线交抛物线于点 F ,交x 轴于点G ,设点 E 的横坐标为m ,四边形AODF 的面积为S 。
专题12二次函数与线段和(将军饮马型)最值问题二次函数与将军饮马问题必备的基础模型有:模型1:当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使得P A +PB 最小.作点B 关于直线l 的对称点B ',连接AB '交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点.P A +PB 的最小值为AB ' 模型2:当两定点A 、B 在直线l 同侧时,在直线l 上找一点P ,使得PA PB -最大.连接AB 并延长交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点,PA PB -的最大值为AB 模型3:当两定点A 、B 在直线l 异侧时,在直线l 上找一点P ,使得PA PB -最大.作点B 关于直线I 的对称点B ',连接AB '并延长交直线l 于点P ,点P 即为所求作的点.PA PB -的最大值为AB '模型4:点P 在∠AOB 内部,在OB 边上找点D ,OA 边上找点C ,使得△PCD 周长最小.lABll ABllABlB分别作点P 关于OA 、OB 的对称点P ′、P ″,连接P ′P ″,交OA 、OB 于点C 、D ,点C 、D 即为所求.△PCD 周长的最小值为P ′P ″模型5:点P 在∠AOB 内部,在OB 边上找点D ,OA 边上找点C ,使得PD +CD 最小.作点P 关于OB 的对称点P ′,过P ′作P ′C ⊥OA 交OB ,PD +CD 的最小值为P ′C【例1】(2022•黑龙江)如图,已知抛物线y =(x ﹣2)(x +a )(a >0)与x 轴交于点B 、C ,与y 轴交于点E ,且点B 在点C 的左侧.(1)若抛物线过点M (﹣2,﹣2),求实数a 的值;(2)在(1)的条件下,解答下列问题;①求出△BCE 的面积;②在抛物线的对称轴上找一点H ,使CH +EH 的值最小,直接写出点H 的坐标.【例2】(2022•甘肃)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y =(x +3)(x ﹣a )与x 轴交于A ,B (4,0)两点,点C 在y 轴上,且OC =OB ,D ,E 分别是线段AC ,AB 上的动点(点D ,E 不与点A ,B ,C 重合).(1)求此抛物线的表达式;(2)连接DE 并延长交抛物线于点P ,当DE ⊥x 轴,且AE =1时,求DP 的长;(3)连接BD .POADCP'POA①如图2,将△BCD沿x轴翻折得到△BFG,当点G在抛物线上时,求点G的坐标;②如图3,连接CE,当CD=AE时,求BD+CE的最小值.【例3】.(2022•达州)如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+2的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.(1)求该二次函数的表达式;(2)连接BC,在该二次函数图象上是否存在点P,使∠PCB=∠ABC?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图2,直线l为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作直线AQ,BQ分别交直线l于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【例4】.(2022•天津)已知抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a>0)的顶点为P,与x轴相交于点A (﹣1,0)和点B.(Ⅰ)若b=﹣2,c=﹣3,①求点P的坐标;②直线x=m(m是常数,1<m<3)与抛物线相交于点M,与BP相交于点G,当MG取得最大值时,求点M,G的坐标;(Ⅱ)若3b=2c,直线x=2与抛物线相交于点N,E是x轴的正半轴上的动点,F是y轴的负半轴上的动点,当PF+FE+EN的最小值为5时,求点E,F的坐标.【例5】(2022•常德)如图,已知抛物线过点O(0,0),A(5,5),且它的对称轴为x=2,点B是抛物线对称轴上的一点,且点B在第一象限.(1)求此抛物线的解析式;(2)当△OAB的面积为15时,求B的坐标;(3)在(2)的条件下,P是抛物线上的动点,当P A﹣PB的值最大时,求P的坐标以及P A﹣PB的最大值.1.(2022•滨城区二模)如图,抛物线y=ax2+bx+3(a≠0),经过点A(﹣1,0),B(3,0)两点.(1)求抛物线的解析式及顶点M的坐标;(2)连接AC、BC,N为抛物线上的点且在第四象限,当S△NBC=S△ABC时,求N点的坐标;(3)在(2)问的条件下,过点C作直线l∥x轴,动点P(m,3)在直线l上,动点Q(m,0)在x轴上,连接PM、PQ、NQ,当m为何值时,PM+PQ+QN最小,并求出PM+PQ+QN的最小值.2.(2022•淮北模拟)已知抛物线l1:y=ax2+bx﹣2和直线l2:y=﹣x﹣均与x轴相交于点A,抛物线l1与x轴的另一个交点为点B(3,0).(1)求a,b的值;(2)将抛物线l1向右平移h个单位长度,使其顶点C落在直线l2上,求h的值;(3)设抛物线l1和直线l2的另一个交点为点D,点P为抛物线上一个动点,且点P在线段AD的下方(点P不与点A,D重合),过点P分别作x轴和y轴的平行线,交直线l2于点M,N,记W=PM+PN,求W的最大值.3.(2022•南宁一模)如图1所示抛物线与x轴交于O,A两点,OA=6,其顶点与x轴的距离是6.(1)求抛物线的解析式;(2)点P在抛物线上,过点P的直线y=x+m与抛物线的对称轴交于点Q.①当△POQ与△P AQ的面积之比为1:3时,求m的值;②如图2,当点P在x轴下方的抛物线上时,过点B(3,3)的直线AB与直线PQ交于点C,求PC+CQ的最大值.4.(2022•成都模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与y轴,x轴分别相交于A(0,2),B(2,0),C(4,0)三点,点D是二次函数图象的顶点.(1)求二次函数的表达式;(2)点P为抛物线上异于点B的一点,连接AC,若S△ACP=S△ACB,求点P的坐标;(3)M是第四象限内一动点,且∠AMB=45°,连接MD,MC,求2MD+MC的最小值.5.(2022•成都模拟)如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣1)(x+3)的图象与x轴交于点A,B(A在B的左边),且经过点C(﹣2,3),P为抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式及点P的坐标;(2)平面内一动点H自点C出发,先到达x轴上的某点M,再到达y轴上某点N,最后运动到点P,求使点H运动的总路径最短的点M,点N的坐标,并求出这个最短总路径的长;(3)如图2,过点C的直线l与抛物线有唯一的公共点,将直线l向下平移交抛物线于D,E两点,连BD交y轴正半轴于F,连BE交y轴负半轴于G,试判断|OF﹣OG|是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理由.6.(2022•沈阳模拟)定义:在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的“衍生直线”为y=﹣ax+b,有一个顶点在抛物线上,另一个顶点在“衍生直线”上的三角形为该抛物线的“衍生三角形”.如图1,已知抛物线y=﹣x2+2x+3与其“衍生直线”交于A,D两点(点A在点D的左侧),与x轴正半轴相交于点B,与y轴正半轴相交于点C,点P为抛物线的顶点.(1)填空:该抛物线的“衍生直线”的解析式为;B的坐标为;D的坐标为.(2)如图1,动点E在线段AB上,连接DE,DB,将△BDE以DE所在直线为对称轴翻折,点B的对称点为F,若三角形△DEF为该抛物线的“衍生三角形”,且F不在抛物线上,求点F坐标.(3)抛物线的“衍生直线”上存在两点M,N(点M在点N的上方),且MN=,连接PM,CN,当PM+MN+CN最短时,请直接写出此时点N的坐标.7.(2022•沈阳模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+(a≠0)经过点A(3,2)和点B(4,﹣),且与y轴交于点C.(1)分别求抛物线和直线BC的解析式;(2)在x轴上有一动点G,抛物线上有一动点H,是否存在以O,A,G,H为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点H的坐标;若不存在,请说明理由;(3)点D为抛物线上位于直线BC上方的一点,过点D作DE⊥x轴交直线BC于点E,点P为对称轴上一动点,当线段DE的长度最大时,求PD+P A的最小值.8.(2022•沈河区二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+c(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0)和B(点B在A的右侧),与y轴交于点C(0,2),点P是抛物线上的一个动点.(1)求抛物线的解析式;(2)连接AP,与y轴交于点D,连接BD,当△BOD≌△COA时,求点P的坐标;(3)连接OP,与线段BC交于点E,点Q是x轴正半轴上一点,且CE=BQ,当OE+CQ的值最小时,请直接写出点Q的坐标.9.(2022•邵阳县模拟)如图,直线l:y=﹣3x﹣6与x轴、y轴分别相交于点A、C;经过点A、C的抛物线C:与x轴的另一个交点为点B,其顶点为点D,对称轴与x轴相交于点E.(1)求抛物线C的对称轴.(2)将直线l向右平移得到直线l1.①如图①,直线l1与抛物线C的对称轴DE相交于点P,要使PB+PC的值最小,求直线l1的解析式.②如图②,直线l1与直线BC相交于点F,直线l1上是否存在点M,使得以点A、C、F、M为顶点的四边形是菱形,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.10.(2021•越秀区校级二模)在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+2与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c的对称轴是直线x=与x轴的交点为点A,且经过点B、C两点.(1)求抛物线的解析式;(2)点M为抛物线对称轴上一动点,当|BM﹣CM|的值最小时,求出点M的坐标;(3)抛物线上是否存在点N,过点N作NH⊥x轴于点H,使得以点B、N、H为顶点的三角形与△ABC 相似?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.11.(2022•立山区一模)已知点A(﹣2,0),B(3,0),抛物线y=ax2+bx+4过A,B两点,交y轴于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是线段AC上一动点(不与C点重合),作PQ⊥BC交抛物线于点Q,PH⊥x轴于点H.①连结CQ,BQ,PB,当四边形PCQB的面积为时,求P点的坐标;②直接写出PH+PQ的取值范围.12.(2021•招远市一模)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(﹣1,0),C(2,3)两点,与y轴交于点N.其顶点为D.(1)抛物线及直线AC的函数关系式;(2)若抛物线的对称轴与直线AC相交于点B,E为直线AC上的任意一点,过点E作EF∥BD交抛物线于点F,以B,D,E,F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,求点E的坐标;若不能,请说明理由;(3)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△APC的面积的最大值.(4)设点M的坐标为(3,m),直接写出使MN+MD的和最小时m的值.13.(2021•桓台县二模)在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A,B两点,点A,B的坐标分别为(﹣1,0),(3,0),点M为顶点.(1)求抛物线的解析式;(2)过点M作y轴的垂线,垂足为C,过点B作y轴的平行线,交CM于点D,点H为OC上的任一点,将线段HB绕点H逆时针旋转90°到HP.求∠PCD的度数;(3)在(2)的条件下,将点H改为y轴上的一动点,连接OP,BP,求OP+BP的最小值.14.(2021•成都模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式.(2)点D为第一象限内抛物线上的一动点,作DE⊥x轴于点E,交BC于点F,过点F作BC的垂线与抛物线的对称轴和y轴分别交于点G,H,设点D的横坐标为m.①求DF+HF的最大值;②连接EG,若∠GEH=45°,求m的值.15.(2020•朝阳)如图,抛物线y=﹣+bx+c与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,抛物线的对称轴为直线x=﹣1,点C坐标为(0,4).(1)求抛物线表达式;(2)在抛物线上是否存在点P,使∠ABP=∠BCO,如果存在,求出点P坐标;如果不存在,请说明理由;(3)在(2)的条件下,若点P在x轴上方,点M是直线BP上方抛物线上的一个动点,求点M到直线BP的最大距离;(4)点G是线段AC上的动点,点H是线段BC上的动点,点Q是线段AB上的动点,三个动点都不与点A,B,C重合,连接GH,GQ,HQ,得到△GHQ,直接写出△GHQ周长的最小值.16.(2021•大庆)如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).(1)求抛物线的函数表达式;(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G 到直线y=﹣2的距离总相等.①证明上述结论并求出点F的坐标;②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.证明:当直线l绕点F旋转时,+是定值,并求出该定值;(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.17.(2020•滨州)如图,抛物线的顶点为A(h,﹣1),与y轴交于点B(0,﹣),点F(2,1)为其对称轴上的一个定点.(1)求这条抛物线的函数解析式;(2)已知直线l是过点C(0,﹣3)且垂直于y轴的定直线,若抛物线上的任意一点P(m,n)到直线l的距离为d,求证:PF=d;(3)已知坐标平面内的点D(4,3),请在抛物线上找一点Q,使△DFQ的周长最小,并求此时△DFQ 周长的最小值及点Q的坐标.18.(2018•贺州)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A、B两点(A在B的左侧),且OA=3,OB=1,与y轴交于C(0,3),抛物线的顶点坐标为D(﹣1,4).(1)求A、B两点的坐标;(2)求抛物线的解析式;(3)过点D作直线DE∥y轴,交x轴于点E,点P是抛物线上B、D两点间的一个动点(点P不与B、D两点重合),P A、PB与直线DE分别交于点F、G,当点P运动时,EF+EG是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.19.(2018•烟台)如图1,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣4,0),B(1,0)两点,过点B的直线y =kx+分别与y轴及抛物线交于点C,D.(1)求直线和抛物线的表达式;(2)动点P从点O出发,在x轴的负半轴上以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,设运动时间为t 秒,当t为何值时,△PDC为直角三角形?请直接写出所有满足条件的t的值;(3)如图2,将直线BD沿y轴向下平移4个单位后,与x轴,y轴分别交于E,F两点,在抛物线的对称轴上是否存在点M,在直线EF上是否存在点N,使DM+MN的值最小?若存在,求出其最小值及点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.20.(2018•湘潭)如图,点P为抛物线y=x2上一动点.(1)若抛物线y=x2是由抛物线y=(x+2)2﹣1通过图象平移得到的,请写出平移的过程;(2)若直线l经过y轴上一点N,且平行于x轴,点N的坐标为(0,﹣1),过点P作PM⊥l于M.①问题探究:如图一,在对称轴上是否存在一定点F,使得PM=PF恒成立?若存在,求出点F的坐标:若不存在,请说明理由.②问题解决:如图二,若点Q的坐标为(1,5),求QP+PF的最小值.。
最值问题之瓜豆原理知识解读瓜豆原理是主从动点联动问题,也叫旋转相似,这类问题在解答的时候需要有轨迹思想,就是先要明确主动点的轨迹,然后要搞清楚主动点和从动点的关系,进而确定从动点的轨迹来解决问题.瓜豆原理:一个主动点,一个从动点(根据某种约束条件,跟着主动点动),当主动点运动时,从动点的轨迹相同.(古人云:种瓜得瓜,种豆得豆.“种”圆得圆,“种”线得线,谓之“瓜豆原理”.)满足条件:1.两动一定;2.动点与定点的连线夹角是定角;3.动点到定点的距离比值是定值.方法:第一步:找主动点的轨迹;第二步:找从动点与主动点的关系;第三步:找主动点的起点和终点;第四步:通过相似确定从动点的轨迹;第五步:根据轨迹确定点线、点圆最值.“瓜豆原理”其实质就是构造旋转、相似.涉及的知识和方法:知识:①相似;②三角形的两边之和大于第三边;③点到直线之间的距离垂线段最短;④点到圆上点共线有最值.运动轨迹为圆弧引例1:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,Q为AP中点.考虑:当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是?【分析】观察动图可知点Q轨迹是个圆,而我们还需确定的是此圆与圆O有什么关系?考虑到Q点始终为AP中点,连接AO,取AO中点M,则M点即为Q点轨迹圆圆心,半径MQ是OP一半,任意时刻,均有△AMQ∽△AOP,QM:PO=AQ:AP=1:2.【小结】确定Q点轨迹圆即确定其圆心与半径,由A、Q、P始终共线可得:A、M、O三点共线,由Q为AP中点可得:AM=1/2AO.Q点轨迹相当于是P点轨迹成比例缩放.根据动点之间的相对位置关系分析圆心的相对位置关系;根据动点之间的数量关系分析轨迹圆半径数量关系.引例2:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,作AQ⊥AP且AQ=AP.考虑:当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是?【分析】Q点轨迹是个圆,可理解为将AP绕点A逆时针旋转90°得AQ,故Q点轨迹与P点轨迹都是圆.接下来确定圆心与半径.考虑AP⊥AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM⊥AO;考虑AP=AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM=AO,且可得半径MQ=PO.即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO≌△AQM.引例3:如图,△APQ是直角三角形,∠PAQ=90°且AP=2AQ,当P在圆O运动时,Q点轨迹是?【分析】考虑AP⊥AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM⊥AO;考虑AP:AQ=2:1,可得Q点轨迹圆圆心M满足AO: AM=2:1.即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO∽△AQM,且相似比为2.【模型总结】为了便于区分动点P、Q,可称点P为“主动点”,点Q为“从动点”.此类问题的必要条件:两个定量;主动点、从动点与定点连线的夹角是定量(∠PAQ是定值);主动点、从动点到定点的距离之比是定量(AP:AQ是定值).【结论】(1)主、从动点与定点连线的夹角等于两圆心与定点连线的夹角:∠PAQ=∠OAM;(2)主、从动点与定点的距离之比等于两圆心到定点的距离之比:AP:AQ=AO:AM,也等于两圆半径之比.按以上两点即可确定从动点轨迹圆,Q与P的关系相当于旋转+伸缩.模型二运动轨迹为线段引例:如图,P是直线BC上一动点,连接AP,取AP中点Q,当点P在BC上运动时,Q点轨迹是?【分析】当P点轨迹是直线时,Q点轨迹也是一条直线.可以这样理解:分别过A、Q向BC作垂线,垂足分别为M、N,在运动过程中,因为AP=2AQ,所以QN始终为AM的一半,即Q点到BC的距离是定值,故Q点轨迹是一条直线.【引例】如图,△APQ是等腰直角三角形,∠PAQ=90°且AP=AQ,当点P在直线BC上运动时,求Q点轨迹?【分析】当AP与AQ夹角固定且AP:AQ为定值的话,P、Q轨迹是同一种图形.当确定轨迹是线段的时候,可以任取两个时刻的Q点的位置,连线即可,比如Q点的起始位置和终点位置,连接即得Q 点轨迹线段.【模型总结】必要条件:主动点、从动点与定点连线的夹角是定量(∠PAQ是定值);主动点、从动点到定点的距离之比是定量(AP:AQ是定值).结论:P、Q两点轨迹所在直线的夹角等于∠PAQ(当∠PAQ≤90°时,∠PAQ等于MN与BC夹角)P、Q两点轨迹长度之比等于AP:AQ(由△ABC∽△AMN,可得AP:AQ=BC:MN)1针对训练一、单选题1如图,A是⊙B上任意一点,点C在⊙B外,已知AB=2,BC=4,△ACD是等边三角形,则△BCD的面积的最大值为()A.43+4B.4C.43+8D.62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()A.132B.3C.13-1D.10-13如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,BC=23,△ADC与△ABC关于AC对称,点E、F分别是边DC、BC上的任意一点,且DE=CF,BE、DF相交于点P,则CP的最小值为()A.1B.3C.32D.24如图,等腰Rt△ABC中,斜边AB的长为2,O为AB的中点,P为AC边上的动点,OQ⊥OP交BC于点Q,M 为PQ的中点,当点P从点A运动到点C时,点M所经过的路线长为()A.24π B.22π C.1 D.25如图,在平面直角坐标系中,Q是直线y=-12x+2上的一个动点,将Q绕点P(1,0)顺时针旋转90°,得到点Q ,连接OQ ,则OQ 的最小值为()A.455B.5 C.523D.655二、填空题6如图,等边三角形ABC中,AB=4,高线AH=23,D是线段AH上一动点,以BD为边向下作等边三角形BDE,当点D从点A运动到点H的过程中,点E所经过的路径为线段CM,则线段CM的长为,当点D运动到点H,此时线段BE的长为.7如图,在平面内,线段AB=6,P为线段AB上的动点,三角形纸片CDE的边CD所在的直线与线段AB垂直相交于点P,且满足PC=PA.若点P沿AB方向从点A运动到点B,则点E运动的路径长为.8如图,正方形ABCD的边长为4,E为BC上一点,且BE=1,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边向右侧作等边ΔEFG,连接CG,则CG的最小值为.9如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=2,线段BC绕点B旋转到BD,连AD,E为AD的中点,连接CE,则CE的最大值是.10如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AB=4,∠DAC=60°,点F沿线段AO从点A至点O运动,连接DF,以DF为边作等边三角形DFE,点E和点A分别位于DF两侧,连接OE.现给出以下结论:①∠BDE=∠EFC;②ED=EC;③直线OE⊥CD;④点E运动的路程是23.其中正确的结论是.(写出所有正确结论的序号)11如图,已知AC =2AO =8,平面内点P 到点O 的距离为2,连接AP ,若∠APB =60°且BP =12AP ,连接AB ,BC ,则线段BC 的最小值为.12如图,线段AB 为⊙O 的直径,点C 在AB 的延长线上,AB =4,BC =2,点P 是⊙O 上一动点,连接CP ,以CP 为斜边在PC 的上方作Rt △PCD ,且使∠DCP =60°,连接OD ,则OD 长的最大值为.三、解答题13如图,过抛物线y =14x 2-2x 上一点A 作轴的平行线,交抛物线于另一点B ,交轴于点C ,已知点A 的横坐标为.(1)求抛物线的对称轴和点B 的坐标;(2)在AB 上任取一点P ,连结OP ,作点C 关于直线OP 的对称点D ;①连接BD ,求BD 的最小值;②当点D 落在抛物线的对称轴上,且在轴上方时,求直线PD 的函数表达式.14如图①,在ΔABC中,AB=AC=3,∠BAC=100°,D是BC的中点.小明对图①进行了如下探究:在线段AD上任取一点P,连接PB,将线段PB绕点P按逆时针方向旋转80°,点B的对应点是点E,连接BE,得到ΔBPE.小明发现,随着点P在线段AD上位置的变化,点E的位置也在变化,点E可能在直线AD的左侧,也可能在直线AD上,还可能在直线AD的右侧.请你帮助小明继续探究,并解答下列问题:(1)当点E在直线AD上时,如图②所示.①∠BEP=;②连接CE,直线CE与直线AB的位置关系是.(2)请在图③中画出ΔBPE,使点E在直线AD的右侧,连接CE,试判断直线CE与直线AB的位置关系,并说明理由.(3)当点P在线段AD上运动时,求AE的最小值.15如图,等边三角形ABC的边长为4,点D是直线AB上一点.将线段CD绕点D顺时针旋转60°得到线段DE,连结BE.(1)若点D在AB边上(不与A,B重合)请依题意补全图并证明AD=BE;(2)连接AE,当AE的长最小时,求CD的长.16如图所示,在Rt△ABC中,AB=BC=2,点D是AC上一点,以BD为一边向右下方作等边△BDE,当D由点A运动到点C时,求点E运动的路径长.17在平面直角坐标系中,A(a,0)、B(b,0),且a,b满足a2-6a+9+b+3=0,C、D两点分别是y轴正半轴、x轴负半轴上的两个动点;(1)如图1,若C(0,4),求△ABC的面积;(2)如图1,若C(0,4),BC=5,BD=AE,且∠CBA=∠CDE,求D点的坐标;(3)如图2,若∠CBA=60°,以CD为边,在CD的右侧作等边△CDE,连接OE,当OE最短时,求A,E两点之间的距离.18如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,连接BD,将△ABD绕点D顺时针旋转,记旋转后的三角形为△A′B′D,旋转角为α(0°<α<360°且α≠180°).(1)在旋转过程中,当A′落在线段BC上时,求A′B的长;(2)连接A′A、A′B,当∠BA′B'=90°时,求tan∠A′AD;(3)在旋转过程中,若△DAA′的重心为G,则CG的最小值=.19如图所示,在矩形ABCD中,AB=4,AD=2,E为AB的中点,F为EC上一动点,P为DF的中点,连接PB,求PB的最小值.20如图所示,在扇形AOB 中,OA =3,∠AOB =120°,点C 是AB上的动点,以BC 为边作正方形BCDE ,当点C 从点A 移动至点B 时,求点D 经过的路径长.21如图1,在△ABC 中,∠ACB =90°,AC =2,BC =23,以点B 为圆心,3为半径作圆.点P 为⊙B 上的动点,连接PC ,作P C ⊥PC ,使点P 落在直线BC 的上方,且满足P C :PC =1:3,连接BP ,AP .(1)求∠BAC 的度数,并证明△AP C ∽△BPC ;(2)如图2,若点P 在AB 上时,连接BP ,求BP 的长;(3)点P 在运动过程中,BP 是否有最大值或最小值?若有,请求出当BP 取得最大值或最小值时,∠PBC 的度数;若没有,请说明理由.22如图所示,△ABO为等腰直角三角形,A-4,0,直角顶点B在第二象限,点C在y轴上移动,以BC为斜边向上作等腰直角△BCD,我们发现直角顶点D点随着C点的移动也在一条直线上移动,求这条直线的函数解析式.23如图所示,点P3,4,⊙P的半径为2,A2.8,0,点M是⊙P上的动点,点C是MB的中点,求AC的,B5.6,0最小值.24如图所示,在等腰Rt△ABC中,AC=BC=22,点P在以斜边AB为直径的半圆上,M为PC的中点,当点P 沿半圆从点A运动至点B时,求点M运动的路径长.25如图1,已知在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是矩形点A,C分别在x轴和y轴的正半轴上,连结AC,OA=3,tan∠OAC=33,D是BC的中点.(1)求OC的长和点D的坐标;OC,点P是线段OM上的一个动点,经过P,D,B三点的抛物线交x轴的正半(2)如图2,M是线段OC上的点,OM=23轴于点E,连结DE交AB于点F①将ΔDBF沿DE所在的直线翻折,若点B恰好落在AC上,求此时BF的长和点E的坐标;②以线段DF为边,在DF所在直线的右上方作等边ΔDFG,当动点P从点O运动到点M时,点G也随之运动,请直接写出点G运动路径的长.26在等边三角形ABC中,点D为AC上一点,连接BD,将BD绕D逆时针旋转角度α得到DE,连接BE,已知AB =4,BG⊥AC;(1)如图1,若α=60°,tan∠DBG=2-3,连接CE,求CE的长;(2)如图2,若α=120°,分别取CD的中点H,BE的中点F,连接HF,DF,求证:HG=HF;,连接GP ,(3)如图3,若AD=32,P为AE上一点,且满足AP=2PE,连接BP,将BP沿着BG所在直线翻折得到BP当GP 最大时,直接写出△BPE的面积.27在菱形ABCD中,∠BAD=120°,E是对角线BD上的一点,连接AE.(1)当E在AB的中垂线上时,把射线EA绕点E顺时针旋转90°后交CD于F,连接BF.如图①,若AB=4,求EF的长.(2)在(1)的条件下,连接BF,把△BEF绕点B顺时针旋转得到△BHK如图②,连接CH,点N为CH的中点,连接AN,求AN的最大值.28在△ABC中,D为直线AC上一动点,连接BD,将BD绕点B逆时针旋转90°,得到BE,连接DE与AB相交于点F.(1)如图1,若D为AC的中点,∠BAC=90°,AC=4,BD=29,连接AE,求线段AE的长;(2)如图2,G是线段BA延长线上一点,D在线段AC上,连接DG,EC,若∠BAC<90°,EC⊥BG,∠ADE=∠DBC,∠DBC+∠G=∠EBF,证明2BC=2AD+DC;(3)如图3,若△ABC为等边三角形,AB=62,点M为线段AC上一点,且2CM=AM,点P是直线BC上的动点,连接EP,MP,EM,请直接写出当EP+MP最小时△EPM的面积.。
二次函数与几何综合专题----线段数量关系最值定值问题图形运动的过程中,求两条线段之间的函数关系,是中考数学的热点问题.产生两条线段间的函数关系,常见的情况有两种,一是勾股定理,二是比例关系.还有一种不常见的,就是线段全长等于部分线段之和.由比例线段产生的函数关系问题,在两种类型的题目中比较常用.一是由平行线产生的对于线段成比例,二是相似三角形的对应边成比例.一般步骤是先说理产生比例关系,再代入数值或表示数的字母,最后整理、变形,根据要求写出自变量取值范围.关键是寻找比例关系,难点是有的整理、变形比较繁琐,容易出错.【实例分析】1.如图1,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线2y x bx c =++与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,3OA OC ==,顶点为D ,对称轴交x 轴于点E . (1)求抛物线的解析式、对称轴及顶点D 的坐标. (2)判断ACD 的形状,并说明理由.(3)如图2,在抛物线上有一动点P ,过点P 作PM x ⊥轴于点M ,交直线AC 于点N ,在线段PN 、MN 中,若其中一条线段是另一条线段的2倍,求点P 的坐标.(4)在抛物线上是否存在一点P ,使PA PC =,若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由. (5)如图3,在抛物线的对称轴上的一点151,4H ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,过点H 的任一条与y 轴不平行的直线l 交抛物线于点M 、N ,说明MH NHMN⋅是否为定值?若是定值,请求出这个定值,若不是,请说明理由.2.抛物线y=x2﹣2x+m的顶点A在x轴上,与y轴交于点B.(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,直线CD∥AB交抛物线于C,D两点,若,求△COD的面积;(3)如图2,P为抛物线对称轴上顶点下方的一点,过点P作直线交抛物线于点E,F,交x轴于点M,求的值.3.如图,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于A(﹣1,0),B(m,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3),抛物线的顶点为D.(1)求抛物线的解析式;(2)若点E在x轴上,且∠ECB=∠CBD,求点E的坐标.(3)若P是直线BC下方抛物线上任意一点,过点P作PH⊥x轴于点H,与BC交于点M.①求线段PM长度的最大值.②在①的条件下,若F为y轴上一动点,求PH+HF+CF的最小值.4.如图,抛物线与坐标轴分别交于A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).(1)求抛物线的解析式;(2)抛物线上是否存在点P,使得∠CBP=∠ACO,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;(3)如图2,Q是△ABC内任意一点,求++的值.5.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.(1)若C(0,﹣3),求抛物线的解析式;(2)在(1)的条件下,E是线段BC上一动点,AE交抛物线于F点,求的最大值;(3)如图2,点N为y轴上一点,AN、BN交抛物线于E、F两点,求•的值.6.如图,抛物线与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.(1)求点A,B,C的坐标及抛物线的对称轴;(2)如图1,点P(1,m),Q(1,m﹣2)是两动点,分别连接PC,QB,请求出|PC﹣QB|的最大值,并求出m的值;(3)如图2,∠BAC的角平分线交y轴于点D,过D点的直线l与射线AB,AC分别于E,F,当直线l 绕点D旋转时,是否为定值,若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.【课后练习】1.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于原点O和点A,且其顶点B关于x轴的对称点坐标为(2,1).(1)求抛物线的函数表达式;(2)抛物线的对称轴上存在定点F,使得抛物线y=ax2+bx+c上的任意一点G到定点F的距离与点G到直线y=﹣2的距离总相等.①证明上述结论并求出点F的坐标;②过点F的直线l与抛物线y=ax2+bx+c交于M,N两点.证明:当直线l绕点F旋转时,+是定值,并求出该定值;(3)点C(3,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQBC周长最小,直接写出P,Q的坐标.2.抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,4)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式(用含a的式子表示);(2)当a>0时,连接AB,BC,若tan∠ABC=,求a的值;(3)直线y=﹣x+m与线段AB交于点P,与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),若PM•PN =6,求m的值.3.如图1,抛物线y=ax2+bx经过点A(﹣5,0),点B(﹣1,﹣2).(1)求抛物线解析式;(2)如图2,点P为抛物线上第三象限内一动点,过点Q(﹣4,0)作y轴的平行线,交直线AP于点M,交直线OP于点N,当点P运动时,4QM+QN的值是否变化?若变化,说明变化规律,若不变,求其值;(3)如图3,长度为的线段CD(点C在点D的左边)在射线AB上移动(点C在线段AB上),连接OD,过点C作CE∥OD交抛物线于点E,线段CD在移动的过程中,直线CE经过一定点F,直接写出定点F的坐标与的最小值.。
第14讲最值问题知识点1 几何问题最值【典例】例1(2020秋•天心区月考)如图,P为⊙O内的一个定点,A为⊙O上的一个动点,射线AP、AO分别与⊙O交于B、C两点.若⊙O的半径长为3,OP=√3,则弦BC的最大值为()A.2√3B.3C.√6D.3√2例2(2020秋•太原期中)如图,在矩形ABCD中,AB=4、AD=8,点E是AB的中点,延长CB到点F,使BF=12BC,连接EF.连接点D与线段EF的中点G.如果将△BEF绕点B顺时针旋转,那么在旋转的过程中,线段DG长的最大值是()A.5√5B.6√5C.3√17D.8√5例3(2020秋•高新区期中)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(6,0),点B(0,6),动点C在以原点O为圆心,半径为3的⊙O上,连接OC,过点O作OD⊥OC,OD与⊙O相交于点D(其中点C,O,D按逆时针方向排列),连接AB.(1)当OC∥AB时,∠BOC的度数为;(2)连接AC,BC,当点C在⊙O上运动到什么位置时,△ABC的面积最大?并求出△ABC面积的最大值.(3)连接AD,当OC∥AD,点C位于第二象限时,①求出点C的坐标;②直线BC是否为⊙O的切线?并说明理由.例4(2020春•越秀区校级月考)如图所示,四边形ABCD为平行四边形,BD⊥AD,AD=2,BD=4,点E为线段BD上一动点,以AE为边向上作△AEF,AE=EF,∠AEF=90°,EF与CD交于点G.(1)求线段AB的长;(2)若点G为CD的中点,求DE•BE的长;(3)连接DF,试求DF的最小值.【随堂练习】1.(2020秋•灌云县期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,D是以点A为圆心,4为半径的圆上一点,连接BD,M为BD的中点,则线段CM长度的最大值()A.14B.7C.9D.62.(2020秋•思明区校级期中)点A,B的坐标分别为A(4,0),B(0,4),点C为坐标平面内一点,BC=2,点M为线段AC的中点,连接OM,则OM的最大值为()A.2√2+1B.2√2+2C.4√2+1D.4√2−23.(2020秋•东海县期中)【问题情境】如图1,C,D是∠AOB的边OA上两点,在边OB 上找一点P,使得∠CPD最大.【问题解决】小明在解决这个问题时认为:如图2,同时过C、D两点的圆与OB边相切于点P,当且仅当取此切点时,∠CPD才最大.(1)小明证明自己结论的思路是:在射线OB上任取另一点P1(不同于切点P),证明∠CDD>∠CP1D即可请完成小明的证明;【结论应用】请和小明一起,利用“问题情境”的结论解决下列问题:(2)如图3,一幢楼BC上有一高为2m的信号塔AB,当观测点E在水平地面CD上,且满足CE=6√10时,看信号塔AB的视角(即∠AEB)最大,求楼高BC;(3)如图4,四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,∠BCD=60°,BC=9,对角线AC平分∠BCD.点E是BC上一点,请问当BE的长满足什么条件时,在线段AD上恰好只存在一点P,使得∠BPE=60°?(直接写出结果,不必写出解答过程)4.(2020•越秀区校级二模)如图所示,四边形ABCD为菱形,AD=5,sin B=2425,点E为边AB上一动点(不与端点重合),△DEF与△DEA关于DE对称.(1)试求菱形ABCD的面积;(2)若点D、B、F共线,求AE的长;(3)点G为边CD上一点,且CG=1,连接GF、BF,试求BF+2GF的最小值.知识点2 代数问题最值几种常见问题1、利用一次函数表达式在定义域内的增减性来求最值。
中考数学复习重难点与压轴题型专项突围训练(全国通用版)专题18二次函数中线段与线段和的最值问题【典型例题】1.(2022·全国·九年级专题练习)综合与探究:如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣3x﹣3与x轴交于点A,与y轴交于点C.抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,且与x轴交于另一点B(点B在点A右侧).(1)求抛物线的解析式及点B坐标;(2)设该抛物线的顶点为点H,则S△BCH=;(3)若点M是线段BC上一动点,过点M的直线ED平行y轴交x轴于点D,交抛物线于点E,求ME长的最大值及点M的坐标;(4)在(3)的条件下:当ME取得最大值时,在x轴上是否存在这样的点P,使得以点M、点B、点P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.【专题训练】一、解答题1.(2022·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知抛物线2y x bx c =++与x 轴交于点A 、B 两点,其中1,0A ,与y 轴交于点()0,3C .(1)求抛物线解析式;(2)如图1,过点B 作x 轴垂线,在该垂线上取点P ,使得△PBC 与△ABC 相似,请求出点P 坐标;(3)如图2,在线段OB 上取一点M ,连接CM ,请求出12CM BM +最小值.2.(2021·广东·深圳市罗湖区翠园初级中学二模)在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +2(a ≠0)经过点A (﹣2,﹣4)和点C (2,0),与x 轴的另一交点为点B .(1)求抛物线的解析式;(2)如图1,连接BD,在抛物线上是否存在点P,使得△PBC=2△BDO?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图2,连接AC,交y轴于点E(不与点A,点D重合),将△CME沿ME所在直线翻折,得到△FME,当△FME与△AME重叠部分的面积是△AMC面积的14时,求出线段AM的长.3.(2022·广东·兴宁市实验学校九年级期末)如图,抛物线y=ax2+bx-3与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,过点A的直线l交抛物线于点C(2,n).(1)求抛物线的解析式.(2)点P是线段AC上一个动点,过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,求线段PE最大时点P的坐标.(3)点F是抛物线上的动点,在x轴上是否存在点D,使得以点A,C,D,F为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出所有满足条件的点D的坐标;如果不存在,请说明理由.4.(2022·全国·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣14x2+bx+3的对称轴是直线x=2,与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;(2)M为第一象限内抛物线上的一个点,过点M作MN△x轴于点N,交BC于点D,连接CM,当线段CM=CD时,求点M的坐标;(3)以原点O为圆心,AO长为半径作△O,点P为△O上的一点,连接BP,CP,求2PC+3PB的最小值.5.(2022·全国·九年级专题练习)如图,抛物线y=ax2+bx+2与直线AB相交于A(﹣1,0),B(3,2),与x轴交于另一点C.(1)求抛物线的解析式;。
备战2020中考数学之解密压轴解答题命题规律专题13 几何中的最值与定值问题【类型综述】线段和差的最值问题,常见的有两类:第一类问题是“两点之间,线段最短”.两条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“牛喝水”问题,关键是指出一条对称轴“河流”第二类问题是“两点之间,线段最短”结合“垂线段最短”.【方法揭秘】两条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“牛喝水”问题,关键是指出一条对称轴“河流”(如图1).三条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“台球两次碰壁”或“光的两次反射”问题,关键是指出两条对称轴“反射镜面”(如图2).两条线段差的最大值问题,一般根据三角形的两边之差小于第三边,当三点共线时,两条线段差的最大值就是第三边的长.如图3,P A与PB的差的最大值就是AB,此时点P在AB的延长线上,即P′.解决线段和差的最值问题,有时候求函数的最值更方便,本讲不涉及函数最值问题.图1 图2 图3如图4,正方形ABCD的边长为4,AE平分∠BAC交BC于E.点P在AE上,点Q在AB上,那么△BPQ周长的最小值是多少呢?如果把这个问题看作“牛喝水”问题,AE是河流,但是点Q不确定啊.第一步,应用“两点之间,线段最短”.如图5,设点B关于“河流AE”的对称点为F,那么此刻PF+PQ的最小值是线段FQ.第二步,应用“垂线段最短”.如图6,在点Q运动过程中,FQ的最小值是垂线段FH.这样,因为点B和河流是确定的,所以点F是确定的,于是垂线段FH也是确定的.图4 图5 图6【典例分析】【例1】如图1,△ABC是边长为8的等边三角形,AD⊥BC于点D,DE⊥AB于点E.(1)求证:AE=3EB(2)若点F是AD的中点,点P是BC边上的动点,连接PE,PF,如图2所示,求PE+PF的最小值及此时BP 的长;(3)在(2)的条件下,连接EF,当PE+PF取最小值时,△PEF的面积是______.【例2】问题探究()1请在图①的正方形ABCD的对角线BD上作一点P,使PA PC+最小;()2如图②,点P为矩形ABCD的对角线BD上一动点,AB2=,BC3=点E为BC边的中点,请作一点+最小,并求这个最小值;P,使PE PC问题解决()3如图③,李师傅有一块边长为1000米的菱形采摘园ABCD,AC1200=米,BD为小路,BC的中点E为一水池,李师傅现在准备在小路BD上建一个游客临时休息纳凉室P,为了节省土地,使休息纳凉室P到水池E与大门C的距离之和最短,那么是否存在符合条件的点P?若存在,请作出点P的位置,并求出这个最短距离;若不存在,请说明理由.【例3】在平面直角坐标系中,点A (0,4),B (m ,0)在坐标轴上,点C ,O 关于直线AB 对称,点D 在线段AB 上.(1)如图1,若m =8,求AB 的长;(2)如图2,若m =4,连接OD ,在y 轴上取一点E ,使OD =DE ,求证:CE =2DE ;(3)如图3,若m =43,在射线AO 上裁取AF ,使AF =BD ,当CD +CF 的值最小时,请在图中画出点D 的位置,并直接写出这个最小值.【例4】如图,一次函数122y x =-+的图像与坐标轴交于A 、B 两点,点C 的坐标为(1,0)-,二次函数2y ax bx c =++的图像经过A 、B 、C 三点.(1)求二次函数的解析式(2)如图1,已知点(1,)D n 在抛物线上,作射线BD ,点Q 为线段AB 上一点,过点Q 作QM y ⊥轴于点M ,作QN BD ⊥于点N ,过Q 作//QP y 轴交抛物线于点P ,当QM 与QN 的积最大时,求点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,连接AP ,若点E 为抛物线上一点,且满足APE ABO ∠=∠,求点E 的坐标.【例5】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =﹣235333x x ++与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 左侧),与y 轴交于点C .(1)求出△ABC 的周长.(2)在直线BC 上方有一点Q ,连接QC 、QB ,当△QBC 面积最大时,一动点P 从Q 出发,沿适当路径到达y 轴上的M 点,再沿与对称轴垂直的方向到达对称轴上的N 点,连接BN ,求QM +MN +BN 的最小值.(3)在直线BC 上找点G ,K 是平面内一点,在平面内是否存在点G ,使以O 、C 、G 、K 为顶点的四边形是菱形?若存在,求出K 的坐标;若不存在,请说明理由.【例6】在平面直角坐标系中,抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A 、B ,C ,已知A (﹣1,0),C (0,3).【变式训练】一、单选题1.如图,APB △中,4,3AP BP ==,在AB 的同侧作正ABD △、正APE V 和正BPC △,则四边形PCDE 面积的最大值是( )A .12B .15C .20D .252.如图,在Rt ABC ∆中, 90BAC =︒∠,45ACB ∠=︒,22AB =,点P 为BC 上任意一点,连结PA ,以PA ,PC 为邻边作平行四边形PAQC ,连结PQ ,则PQ 的最小值为( )A .2B .2C .22D .43.如图,矩形ABCD 中,3AB =,8BC =,点P 为矩形内一动点,且满足PBC PCD ∠=∠,则线段PD 的最小值为( )A .5B .1C .2D .34.已知:AB 是O e 的直径,AD ,BC 是O e 的切线,P 是O e 上一动点,若10AD =,4OA =,16BC =,则PCD ∆的面积的最小值是( )A .36B .32C .24D .10.45.⊙O 是半径为1的圆,点O 到直线L 的距离为3,过直线L 上的任一点P 作⊙O 的切线,切点为Q ;若以PQ 为边作正方形PQRS,则正方形PQRS 的面积最小为( )A .7B .8C .9D .106.在△ABC 中,AB=BC,点D 在AC 上,BD=6cm,E ,F 分别是AB ,BC 边上的动点,△DEF 周长的最小值为6 cm,则ABC ∠=( )A .20°B .25°C .30°D .35°7.如图,已知点(1,3)A -,(5,1)B -,点(,0)P m 是x 轴上一动点,点Q 是y 轴上一动点,要使四边形ABPQ 的周长最小,m 的值为( )A .3.5B .4C .7D .2.58.如图,四边形ABCD 中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N,使三角形AMN 周长最小时,则∠AMN+∠ANM 的度数为( )A .80°B .90°C .100°D .130°二、填空题9.如图,ABC ∆是等边三角形,13AD AB =,点E 、F 分别为边AC 、BC 上的动点,当DEF ∆的周长最小时,FDE ∠的度数是______________.10.如图,△ABC 中,AB=8,AC=5,BC=7,点D 在AB 上一动点,线段CD 绕点C 逆时针旋转60°得到线段CE,AE 的最小值为________11.在Rt △ABC 中,∠BAC =90,AB =AC ,AD ⊥BC 于点D ,P 是线段AD 上的一个动点,以点P 为直角的顶点,向上作等腰直角三角形PBE ,连接DE ,若在点P 的运动过程中,DE 的最小值为3,则AD 的长为____.12.如图示,在Rt ABC ∆中,90ACB ∠=︒,3AC =,3BC =,点P 在Rt ABC ∆内部,且PAB PBC ∠=∠,连接CP ,则CP 的最小值等于______.13.如图,在半径为2的⊙O 中,弦AB ⊥直径CD ,垂足为E ,∠ACD =30°,点P 为⊙O 上一动点,CF ⊥AP 于点F . ①弦AB 的长度为_____;②点P 在⊙O 上运动的过程中,线段OF 长度的最小值为_____.14.如图,矩形ABCD 中,6AB =,8BC =,M 是AD 边上的一点,且2AM =,点P 在矩形ABCD 所在的平面中,且90BPD ∠=︒,则PM 的最大值是_________.三、解答题15.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC 的两边OA OC 、分别在x 轴、y 轴的正半轴上,8,4OA OC ==.点P 从点O 出发,沿x 轴以每秒2个单位长的速度向点A 匀速运动,当点P 到达点A 时停止运动,设点P 运动的时间是t 秒.将线段CP 的中点绕点P 按顺时针方向旋转90o ,得点D ,点D 随点P 的运动而运动,连接DP DA 、.(1)请用含t 的代数式表示出点D 的坐标. (2)求t 为何值时,DPA ∆的面积最大,最大为多少?(3)在点P 从O 向A 运动的过程中,DPA ∆能否成为直角三角形?若能,求t 的值:若不能,请说明理由. (4)请直接写出整个运动过程中,点D 所经过的长度.16.已知矩形纸片OBCD 的边OB 在x 轴上,OD 在y 轴上,点C 在第一象限,且86OB OD ==,.现将纸片折叠,折痕为EF (点E,F 是折痕与矩形的边的交点),点P 为点D 的对应点,再将纸片还原。
初三旋转中的最值问题全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:初三旋转中的最值问题是中学数学中的一个重要知识点,通常涉及到函数的最值求解和图形的旋转等内容。
在初三阶段,学生常常会遇到类似于“求解函数f(x)=x^2在区间[a,b]上的最大值”或“求解旋转体的体积最大值”等问题。
本文将重点介绍初三阶段学生在旋转中的最值问题中常见的几种情形,并给出详细的解题方法和实例。
一、函数的最值问题在数学中,函数f(x)在区间[a,b]上的最值通常包括最大值和最小值两种情况。
最大值是函数在该区间上取得的最大函数值,而最小值是函数在该区间上取得的最小函数值。
初三阶段学生通常会被要求求解给定函数在给定区间上的最值,其中最常见的情形是二次函数在闭区间上的最值问题。
以函数f(x)=x^2为例,求解其在区间[-1,1]上的最大值。
我们需要求出函数f(x)=x^2在该区间端点和驻点处的函数值,即f(-1)=1,f(0)=0,f(1)=1。
然后,对函数f(x)=x^2求导得到f'(x)=2x,再令f'(x)=0解得驻点x=0。
比较端点和驻点处的函数值,即f(-1)=1,f(0)=0,f(1)=1,得知函数f(x)=x^2在区间[-1,1]上的最大值为1。
对于初三阶段的学生来说,很多函数的最值问题可以通过几何意义进行解释。
函数f(x)=x^2表示一个抛物线,函数在单调递增区间上取得最小值,而在单调递减区间上取得最大值。
初三阶段学生可以通过画出函数图像或利用函数基本性质进行推断,帮助他们更好地理解函数的最值问题。
二、图形的旋转中的最值问题在初三阶段,学生通常会遇到圆的旋转体体积最值问题。
圆的旋转体是指将一个形状为圆的二维图形绕某一条轴旋转一周所形成的立体图形。
求解圆的旋转体体积最值问题就是要找出使得旋转体体积最大或最小的情形。
以一个直径为2r的圆的旋转体体积为例,求解其体积最大值。
我们知道圆的周长为2πr,将其围绕直径旋转一周即可得到一个球体的体积。
专题6类比探究—图形旋转中三角形全等题型知识归纳几何类比探究题是近几年中招考试的必考题型,目前位于解答题的最后一题,分值为11分或12分.主要考查方式有求线段长,求角度,判断图形形状,判断两条线段的数量关系和位置关系并证明,考查知识点主要涉及特殊三角形,勾股定理,四边形的判定与性质,全等、相似三角形的判定及性质,二次函数等,综合性较强。
本专题主要对类比探究—图形旋转中三角形全等题型进行总结,对其解法进行归纳总结,所选题型为近几年期末考试中的常考题型。
解题思路总结图形的类比探究常以三角形、四边形为背景,与翻折、旋转相结合,考查三角形全等或相似的性质与判定,难度较大.此类题目第一问相对简单,后面的问题需要结合第一问的方法进行类比解答.根据其特征大致可分为:几何变换类比探究问题、旋转综合问题、翻折类问题等。
解决此类问题要善于将复杂图象分解为几个基本图形,通过添加副主席补全或构造基本图形,借助转化、方程、数形结合、分类讨论等数学思想解决几何证明问题,计算则把几何与代数知识综合起来,渗透数形结合思想,考查学生分析问题的能力、逻辑思维和推理能力.常考题型专练一、解答题1.如图1,△ABC和△DCE都是等边三角形.探究发现(1)△BCD与△ACE是否全等?若全等,加以证明;若不全等,请说明理由.拓展运用(2)若B、C、E三点不在一条直线上,∠ADC=30°,AD=3,CD=2,求BD的长.(3)若B、C、E三点在一条直线上(如图2),且△ABC和△DCE的边长分别为1和2,求△ACD的面积及AD 的长.2.在△ABC中,∠BAC=90°,点O是斜边BC上的一点,连接AO,点D是AO上一点,过点D分别作DE AB∥,DF AC∥,交BC于点E、F.(1)如图1,若点O为斜边BC的中点,求证:点O是线段EF的中点.(2)如图2,在(1)的条件下,将△DEF绕点O顺时针旋转任意一个角度,连接AD,CF,请写出线段AD和线段CF的数量关系,并说明理由.(3)如图3,若点O是斜边BC的三等分点,且靠近点B,当∠ABC=30°时,将△DEF绕点O顺时针旋转任意一个角度,连接AD、BE、CF,请求出BEAD的值.3.在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,D是AB边上的中点,Rt△EFG的直角顶点E在AB边上移动.(1)如图1,若点D与点E重合且EG⊥AC、DF⊥BC,分别交AC、BC于点M、N,易证EM=EN;如图2,若点D与点E重合,将△EFG绕点D旋转,则线段EM与EN的长度还相等吗?若相等请给出证明,不相等请说明理由;(2)将图1中的Rt△EGF绕点O顺时针旋转角度α(0∘<α<45∘).如图2,在旋转过程中,当∠MDC=15∘时,连接MN,若AC=BC=2,请求出写出线段MN的长;(3)图3,旋转后,若Rt△EGF的顶点E在线段AB上移动(不与点D、B重合),当AB=3AE时,线段EM与EN 的数量关系是________;当AB=m·AE时,线段EM与EN的数量关系是__________.4.(1)问题发现:如图1,在等边ABC ∆中,点D 为BC 边上一动点,//DE AB 交AC 于点E ,将AD 绕点D 顺时针旋转60︒得到DF ,连接CF .则AE 与FC 的数量关系是_____,ACF ∠的度数为______.(2)拓展探究:如图2,在 Rt ABC ∆中,90ABC ∠=︒,60ACB ∠=︒,点D 为BC 边上一动点,//DE AB 交AC 于点E ,当∠ADF=∠ACF=90°时,求AE FC 的值.(3)解决问题:如图3,在ABC ∆中,:BC AB m =,点D 为BC 的延长线上一点,过点D 作//DE AB 交AC 的延长线于点E ,直接写出当ADF ACF ABC ∠=∠=∠时AE FC 的值.5.在等边△ABC 中,点D 是BC 边上一点,点E 是直线AB 上一动点,连接DE,将射线DE 绕点D 顺时针旋转120°,与直线AC 相交于点F .(1)若点D 为BC 边中点.①如图1,当点E 在AB 边上,且DE AB ⊥时,请直接写出线段DE 与DF 的数量关系________;②如图2,当点E 落在AB 边上,点F 落在AC 边的延长线上时,①中的结论是否仍然成立?请结合图2说明理由;(2)如图3,点D 为BC 边上靠近点C 的三等分点.当:3:2AE BE =时,直接写出CF AF 的值.6.在ABCD 中,BAD ∠=α,以点D 为圆心,适当的长度为半径画弧,分别交边AD 、CD 于点M 、N ,再分别以M 、N 为圆心,大于 MN 的长为半径画弧,两弧交于点K ,作射线DK ,交对角线AC 于点G ,交射线AB 于点E ,将线段EB 绕点E 顺时针旋转α得线段EP .(1)如图1,当120α=︒时,连接AP ,线段AP 和线段AC 的数量关系为;(2)如图2,当90α=︒时,过点B 作BF EP ⊥于点F ,连接AF ,请求出∠FAC 的度数,以及AF ,AB ,AD 之间的数量关系,并说明理由;(3)当120α=︒时,连接AP ,若13BE AB =,请直接写出线段AP 与线段DG 的比值.7.在数学兴趣小组活动中,小亮进行数学探究活动.(1)△ABC是边长为3的等边三角形,E是边AC上的一点,且AE=1,小亮以BE为边作等边三角形BEF,如图(1)所示.则CF的长为.(直接写出结果,不说明理由)(2)△ABC是边长为3的等边三角形,E是边AC上的一个动点,小亮以BE为边作等边三角形BEF,如图(2)所示.在点E从点C到点A的运动过程中,求点F所经过的路径长.思路梳理并填空:当点E不与点A重合时,如图,连结CF,∵△ABC、△BEF都是等边三角形∴BA=BC,BE=BF,∠ABC=∠EBF=60°∴①∠ABE+=∠CBF+;∴∠ABE=∠CBF∴△ABE≌△CBF∴∠BAE=∠BCF=60°又∠ABC=60°∴∠BCF=∠ABC∴②______∥______;当点E在点A处时,点F与点C重合.当点E在点C处时,CF=CA.∴③点F所经过的路径长为.(3)△ABC是边长为3的等边三角形,M是高CD上的一个动点,小亮以BM为边作等边三角形BMN,如图(3)所示.在点M从点C到点D的运动过程中,求点N所经过的路径长.(4)正方形ABCD的边长为3,E是边CB上的一个动点,在点E从点C到点B的运动过程中,小亮以B为顶点作正方形BFGH,其中点F,G都在直线AE上,如图(4).当点E到达点B时,点F,G,H与点B重合.则点H所经过的路径长为.(直接写出结果,不说明理由)8.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.(1)观察猜想图1中,线段PM与PN的数量关系是,位置关系是;(2)探究证明把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;(3)拓展延伸把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请直接写出△PMN面积的最大值.。
旋转求线段最值(建议看前3题;4、5要用相似,可以不做。
感谢周涵和代诺同学!)1.(2012济南)如图,∠MON=90°,矩形ABCD的顶点A、B分别在边OM,ON上,当B在边ON上运动时,A 随之在边OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=2,BC=1,运动过程中,点D到点O的最大距离为()A.+1 B.C.D.2.已知:在△ABC中,BC=a,AC=b,以AB为边作等边三角形ABD.探究下列问题:(1)如图1,当点D与点C位于直线AB的两侧时,a=b=3,且∠ACB=60°,则CD=_________;(2)如图2,当点D与点C位于直线AB的同侧时,a=b=6,且∠ACB=90°,则CD=_________;(3)如图3,当∠ACB变化,且点D与点C位于直线AB的两侧时,求CD的最大值及相应的∠ACB的度数.3.(西城25.)已知:P A=2,PB=4,以AB为一边作正方形ABCD,使P、D两点落在直线AB的两侧.(1)如图,当∠APB=45°时,求AB及PD的长;(2)当∠APB变化,且其它条件不变时,求PD的最大值,及相应∠APB的大小.4.在△ABC 中,∠ACB 为锐角,点D 为射线BC 上一动点,连接AD ,将线段AD 绕点A 逆时针旋转90°得到AE ,连接EC .(1)如果AB=AC ,∠BAC=90°①当点D 在线段BC 上时(不与点B 重合),如图1,请你判断线段CE ,BD 之间的位置关系和数量关系(直接写出结论);②当点D 在线段BC 的延长线上时,请你在图2中画出图形,并判断①中的结论是否仍然成立,并证明你的判断.(2)如图3,若点D 在线段BC 上运动,DF ⊥AD 交线段CE 于点F ,且∠ACB=45°,,试求线段CF 长的最大值.5. 已知:AOB ∆中, 2AB OB ==,COD ∆中,3CD OC ==,ABO DCO ∠=∠. 连接AD 、BC ,点M 、N 、P 分别为OA 、OD 、BC 的中点.图1 图2 (1) 如图1,若A 、O 、C 三点在同一直线上,且60ABO ο∠=,则PMN ∆的形状是________________,此时ADBC =________;(2) 如图2,若A 、O 、C 三点在同一直线上,且2ABO α∠=,证明PMN ∆∽BAO ∆,并计算AD BC的值(用含的式子表示);(3) 在图2中,固定AOB ∆,将COD ∆绕点O 旋转,直接写出PM 的最大值.α部分习题详解1.考点:直角三角形斜边上的中线;三角形三边关系;勾股定理;矩形的性质。
专题:代数综合题。
分析:取AB的中点E,连接OE、DE、OD,根据三角形的任意两边之和大于第三边可知当O、D、E三点共线时,点D到点O的距离最大,再根据勾股定理列式求出DE的长,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出OE的长,两者相加即可得解.解答:解:如图,取AB的中点E,连接OE、DE、OD,∵OD≤OE+DE,∴当O、D、E三点共线时,点D到点O的距离最大,此时,∵AB=2,BC=1,∴OE=AE=AB=1,DE===,∴OD的最大值为:+1.故选A.点评:本题考查了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到性质,三角形的三边关系,矩形的性质,勾股定理,根据三角形的三边关系判断出点O、E、D三点共线时,点D到点O的距离最大是解题的关键.考点:旋转的性质;三角形三边关系;等边三角形的性质。
分析:(1)a=b=3,且∠ACB=60°,△ABC是等边三角形,且CD是等边三角形的高线的2倍,据此即可求解;(2)a=b=6,且∠ACB=90°,△ABC是等腰直角三角形,且CD是边长是6的等边三角形的高长与等腰直角三角形的斜边上的高的差;(3)以点D为中心,将△DBC逆时针旋转60°,则点B落在点A,点C落在点E.连接AE,CE,当点E、A、C在一条直线上时,CD有最大值,CD=CE=a+b.解答:解:(1)∵a=b=3,且∠ACB=60°,∴△ABC是等边三角形,∴OC=,∴CD=;(1分)(2);(2分)(3)以点D为中心,将△DBC逆时针旋转60°,则点B落在点A,点C落在点E.连接AE,CE,∴CD=ED,∠CDE=60°,AE=CB=a,∴△CDE为等边三角形,∴CE=CD.(4分)当点E、A、C不在一条直线上时,有CD=CE<AE+AC=a+b;当点E、A、C在一条直线上时,CD有最大值,CD=CE=a+b;只有当∠ACB=120°时,∠CAE=180°,即A、C、E在一条直线上,此时AE最大∴∠ACB=120°,(7分)因此当∠ACB=120°时,CD有最大值是a+b.分析:(1)线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,根据旋转的性质得到AD=AE,∠BAD=∠CAE,得到△BAD≌△CAE,CE=BD,∠ACE=∠B,得到∠BCE=∠BCA+∠ACE=90°,于是有CE=BD,CE⊥BD.②证明的方法与(1)一样.(2)过A作AM⊥BC,AN⊥CE,则∠MAD=∠NAE,AD=AE,得Rt△MAD≌Rt△NAE,得到∠ADM=∠AEN,得DF∥AE,所以∠DFC=∠AEN,∠ADM=∠DFC,而∠ADM+∠FDC=90°,得到∠FDC+∠DFC=90°,即△DFC为直角三角形,由此得到Rt△AMD∽Rt△DCF,得=,设DC=x,而∠ACB=45°,,得AM=CM=3,MD=3﹣x,利用相似比可得到CF=﹣x2+x,再利用二次函数即可求得CF的最大值.解答:解:(1)①∵AB=AC,∠BAC=90°,∴线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,∴AD=AE,∠BAD=∠CAE,∴△BAD≌△CAE,∴CE=BD,∠ACE=∠B,∴∠BCE=∠BCA+∠ACE=90°,∴线段CE,BD之间的位置关系和数量关系为:CE=BD,CE⊥BD.②①中的结论仍然成立.理由如下:如图,∵线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,∴AE=AD,∠DAE=90°,∵AB=AC,∠BAC=90°∴∠CAE=∠BAD,∴△ACE≌△ABD,∴CE=BD,∠ACE=∠B,∴∠BCE=90°,所以线段CE,BD之间的位置关系和数量关系为:CE=BD,CE⊥BD.(2)过A作AM⊥BC于M,AN⊥CE于N,如图,则∠AMD=∠ANE,∵线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,∴∠MAD=∠NAE,AD=AE,在Rt△MAD与Rt△NAE中,∵∴Rt△MAD≌Rt△NAE,∴∠ADM=∠AEN,又∵AD⊥DF,∴DF∥AE,∴∠DFC=∠AEN,∴∠ADM=∠DFC,而∠ADM+∠FDC=90°,∴∠FDC+∠DFC=90°,即△DFC为直角三角形,∴Rt△AMD∽Rt△DCF,∴=,设DC=x,∵∠ACB=45°,,∴AM=CM=3,MD=3﹣x,∴=,∴CF=﹣x2+x,∴当x=1.5时有最大值,最大值为0.75.5.考点:相似三角形的判定与性质;等边三角形的判定;确定圆的条件。
专题:综合题。
分析:(1)由于AB=OB,CD=OC,∠ABO=∠DCO,且∠ABO=60°,则△AOB和△COD都为等边三角形,又A、O、C三点在同一直线上,则△PMN为等边三角形,AD=BC.(2)连接BM、CN,由于△ABO与△MPN都为等腰三角形,且证得∠MPN=∠ABO,则△PMN∽△BAO,的值可在Rt△BMA中求得.(3)结合图形,直接可写出△COD绕点O旋转后PM的最大值.解答:解:(1)连接BM,CN,∵△AOB中,AB=OB=2,△COD中,CD=OC=3,∠ABO=60°,∴△AOB与△COD是等边三角形,又∵点M、N、P分别为OA、OD、BC的中点,∴BM⊥AC,CN⊥BD,∠MBO=∠ABO=∠NCO=∠OCD=30°,∴PM=PN=BC,∴∠PBM=∠PMB,∠PCN=∠PNC,∵∠BAO=∠DCO=60°,∴AB∥CD,∴∠ABC+∠DCB=180°,∴∠MBP+∠BCN=180°﹣∠ABM﹣∠DCN=120°,∴∠BPM+∠NPC=360°﹣2(∠MBP+∠BCN)=120°,∴∠MPN=60°,∴△PMN是等边三角形,∴PM=PN=MN,∵AD=2MN,BC=2PM,∴=1.(2)证明:连接BM、CN.由题意,得BM⊥OA,CN⊥OD,∠AOB=∠COD=90°﹣α.∵A、O、C三点在同一直线上,∴B、O、D三点在同一直线上.∴∠BMC=∠CNB=90°.∵P为BC中点,∴在Rt△BMC中,.在Rt△BNC中,,∴PM=PN.∴B、C、N、M四点都在以P为圆心,为半径的圆上.∴∠MPN=2∠MBN.又∵,∴∠MPN=∠ABO.∴△PMN∽△BAO.∴.由题意,,又.∴.∴.在Rt△BMA中,.∵AO=2AM,∴.∴.(3).当CD∥AB时,即四边形ABCO是梯形时,PM有最大值.PM=(AB+CO)÷2=(2+3)÷2=.。