专题01 动点问题中的最值、最短路径问题(解析版)
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专题—最短路径问题一.选择题(共7小题)1.如图所示,四边形OABC为正方形,边长为3,点A,C分别在x轴,y轴的正半轴上,点D在OA上,且D的坐标为(1,0),P是OB上的一动点,则“求PD+PA和的最小值”要用到的数理依据是()A.“两点之间,线段最短”B.“轴对称的性质”C.“两点之间,线段最短”以及“轴对称的性质”D.以上答案都不正确解:∵四边形OABC为正方形,∴A、C两点关于直线OB对称(轴对称的性质),∴连接CD,则CD即为PD+PA和的最小值(两点之间,线段最短),∴用到的数理依据是“两点之间,线段最短”以及“轴对称的性质”.故选:C.2.点A、B均在由面积为1的相同小矩形组成的网格的格点上,建立平面直角坐标系如图所示.若P是x轴上使得|PA﹣PB|的值最大的点,Q是y轴上使得QA+QB的值最小的点,则OP•OQ=()A.5B.4C.3D.2解: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是矩形ACPD的中心,∴点P即为AB延长线上的点,此时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,解得,∴Q(0,),即OQ=,∴OP•OQ=3×=5.故选:A.3.已知∠MON=40°,P为∠MON内一定点,OM上有一点A,ON上有一点B,当△PAB的周长取最小值时,∠APB的度数是()A.40°B.100°C.140°D.50°解:分别作点P关于OM、ON的对称点P′、P″,连接OP′、OP″、P′P″,P′P″交OM、ON于点A、B,连接PA、PB,此时△PAB周长的最小值等于P′P″.由轴对称性质可得,OP′=OP″=OP,∠P′OA=∠POA,∠P″OB=∠POB,∴∠P′OP″=2∠MON=2×40°=80°,∴∠OP′P″=∠OP″P′=(180°﹣80°)÷2=50°,又∵∠BPO=∠OP″B=50°,∠APO=∠AP′O=50°,∴∠APB=∠APO+∠BPO=100°.故选:B.4.如图,等腰三角形ABC的底边BC长为4,面积是16,腰AC的垂直平分线EF 分别交AC,AB边于E,F点.若点D为BC边的中点,点M为线段EF上一动点,则△CDM周长的最小值为()A.6B.8C.10D.12解:连接AD,∵△ABC是等腰三角形,点D是BC边的中点,∴AD⊥BC,=BC•AD=×4×AD=16,解得AD=8,∴S△ABC∵EF是线段AC的垂直平分线,∴点C关于直线EF的对称点为点A,∴AD的长为CM+MD的最小值,∴△CDM的周长最短=(CM+MD)+CD=AD+BC=8+×4=8+2=10.故选:C.5.如图,点P是∠AOB内的一点,且OP=5,且∠AOB=30°,点M、N分别是射线OA、OB上的动点,则△PMN周长的最小值为()A.5B.6C.8D.10解:分别作点P关于OA、OB的对称点C、D,连接CD,分别交OA、OB于点M、N,连接OP、OC、OD、PM、PN.∵点P关于OA的对称点为C,关于OB的对称点为D,∴PM=CM,OP=OC,∠COA=∠POA;∵点P关于OB的对称点为D,∴PN=DN,OP=OD,∠DOB=∠POB,∴OC=OD=OP=5,∠COD=∠COA+∠POA+∠POB+∠DOB=2∠POA+2∠POB=2∠AOB=60°,∴△COD是等边三角形,∴CD=OC=OD=5.∴△PMN的周长的最小值=PM+MN+PN=CM+MN+DN≥CD=5,故选:A.6.如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN,使从A到B 的路径AMNB最短的是(假定河的两岸是平行直线,桥要与河岸垂直)()A.B.C.D.解:根据垂线段最短,得出MN是河的宽时,MN最短,即MN⊥直线a(或直线b),只要AM+BN最短就行,即过A作河岸a的垂线AH,垂足为H,在直线AH上取点I,使AI等于河宽.连结IB交河的b边岸于N,作MN垂直于河岸交a边的岸于M点,所得MN即为所求.故选:D.二.填空题(共9小题)7.如图所示,点A在直线a外,点B在直线a上,在直线a上找一点P,使AP+BP 最小的点P有1个,其位置是B点.解:由题意得使AP+BP最小的点P有1个,其位置是B点,故答案为:1,B点.8.如图,∠AOB=45°,OC平分∠AOB,点M为OB上一定点,P为OC上的一动点,N为OB上一动点,当PM+PN最小,∠PMO=45°.解:∵PM=PM′,∴此时PM+PN=PM′+PN′=M′N′,∵点M与点M′关于OC对称,OC平分∠AOB,∴OM=OM′,∵∠AOB=45°,∴∠PM'O=∠AOB=45°,∴∠PMO=∠PM'O=45°,故答案为:45°.9.四边形ABCD中,∠BAD=136°,∠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88度.解:延长AB到A′使得BA′=AB,延长AD到A″使得DA″=AD,连接A′A″与BC、CD 分别交于点M、N.∵∠ABC=∠ADC=90°,∴A、A′关于BC对称,A、A″关于CD对称,此时△AMN的周长最小,∵BA=BA′,MB⊥AB,∴MA=MA′,同理:NA=NA″,∴∠A′=∠MAB,∠A″=∠NAD,∵∠AMN=∠A′+∠MAB=2∠A′,∠ANM=∠A″+∠NAD=2∠A″,∴∠AMN+∠ANM=2(∠A′+∠A″),∵∠BAD=136°,∴∠A′+∠A″=180°﹣∠BAD=44°∴∠AMN+∠ANM=2×44°=88°.故答案为:8810.如图,∠AOB=30°,点P是它内部一点,OP=2,如果点Q、点R分别是OA、OB上的两个动点,那么PQ+QR+RP的最小值是2.解:作点P关于OA对称的点P1,作点P关于OB对称的点P2,连接P1P2,与OA 交于点Q,与OB交于点R,此时△PQR的周长最小.从图上可看出△PQR的周长就是P1P2的长,∵∠AOB=30°,∴∠P1OP2=60°.∵OP1=OP2,∴△OP1P2是等边三角形.∴P1P2=OP1=OP=2.∴△PQR周长的最小值是2.即PQ+QR+RP的最小值是2故答案为:2.11.已知:在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,M、N分别是CD和BC上的点.求作:点M、N,使△AMN的周长最小.作法:如图2,(1)延长AD,在AD的延长线上截取DA´=DA;(2)延长AB,在AB的延长线上截取BA″=BA;(3)连接A′A″,分别交CD、BC于点M、N.则点M、N即为所求作的点.请回答:这种作法的依据是①线段垂直平分线的定义(或线段垂直平分线的判定,或轴对称的性质即对称点的连线段被对称轴垂直平分)②线段垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等(线段垂直平分线的性质);③两点之间线段最短.解:根据线段垂直平分线的性质和两点之间线段最短作图;故答案为:①线段垂直平分线的定义(或线段垂直平分线的判定,或轴对称的性质即对称点的连线段被对称轴垂直平分)②线段垂直平分线上的点到线段两个端点的距离相等(线段垂直平分线的性质);③两点之间线段最短12.如图,在四边形ABCD中,∠DAB=130°,∠D=∠B=90°,点M,N分别是CD,BC上两个动点,当△AMN的周长最小时,∠AMN+∠ANM的度数为100°.解:如图,作点A关于BC的对称点A′,关于CD的对称点A″,连接A′A″与BC、CD的交点即为所求的点M、N,∵∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,∴∠A′+∠A″=180°﹣∠130°=50°,由轴对称的性质得:∠A′=∠A′AM,∠A″=∠A″AN,∴∠AMN+∠ANM=2(∠A′+∠A″)=2×50°=100°.故答案为:100°13.如图,△ABC中,∠A=15°,AB是定长.点D,E分别在AB,AC上运动,连结BE,ED.若BE+ED的最小值是2,则AB的长是4.解;作点B关于AC的对称点B',过B作BF⊥AB',∵点B关于AC的对称点B',∴∠B'AE=∠CAB=15°,∵BF⊥AB',∵BF即为BE+ED的最小值,即BF=2,∴AB=4,故答案为:414.如图,∠AOB=30°,∠AOB内有一定点P,且OP=12,在OA上有一点Q,OB上有一点R,若△PQR周长最小,则最小周长是12解:设∠PO A=θ,则∠POB=30°﹣θ,作PM⊥OA与OA相交于M,并将PM延长一倍到E,即ME=PM.作PN⊥OB与OB相交于N,并将PN延长一倍到F,即NF=PN.连接EF与OA相交于Q,与OB相交于R,再连接PQ,PR,则△PQR即为周长最短的三角形.∵OA是PE的垂直平分线,∴EQ=QP;同理,OB是PF的垂直平分线,∴FR=RP,∴△PQR的周长=EF.∵OE=OF=OP=12,且∠EOF=∠EOP+∠POF=2θ+2(30°﹣θ)=60°,∴△EOF是正三角形,∴EF=12,即在保持OP=12的条件下△PQR的最小周长为12.故答案为:12三.解答题(共9小题)15.如图,A,B两村在河L的同侧,A,B到河L的距离分别为1.5km和2km,AB=1.3km,现要在河边建一供水厂,同时向A,B两村供水.若铺设水管的工程费用为每千米1.8万元,问水厂与A村的水平距离为多远时,能使铺设费用最省,并求出总费用约多少万元.解:连接AB,作AF⊥BD于点F,则BF=BD﹣AE=0.5km,∴AF=1.2,作A关于直线L的对称点A′,连接A′B到L交于点C,则C点为水厂所在地,如图,过B作BD⊥L于D,作A′G⊥BD于点G,∵BG=BD+DG=3.5,A′G=AF=1.2,CD=2÷3.5×1.2=,EC=1.2﹣=,∴AC+BC=A′C+BC=A′B=3.7km,∴总费用为3.7×1.8=6.66万元.16.如图,一个人从C点骑马出发到D点,但他必须先到河岸边l1的P1点去让马饮水,然后再到河岸边l2的P2点去,再次让马饮水,最后骑马到D点,他应如何选择饮水点P1,P2.才能使所走的路程CP1+P1P2+P2D最短?解:如图,作点C关于l1的对称点C′,点D关于l2的对称点D′,连接C′D′,交于l1,l2于点P1,点P2,连接CP1,P1P2,P2D,所以路程CP1+P1P2+P2D最短.17.八(二)班举行元旦文艺晚会,桌子摆成两条直线(如图中所示的AO,BO),AO桌面上摆满了桔子,OB桌面上摆满了糖果,坐在C处的小花先拿桔子再拿糖果,然后送给D处的小红,最后回到C处.请你帮助她设计一条行走路线,使其所走的总路程最短(尺规作图,并写出作法,不需说明理由)解:如图所示,小花所走的行走路线为:CM﹣MN﹣ND,所走的总路程最短.18.尺规作图:(1)如图①,江边A,B两个村庄准备集资建造一个自来水厂,请你确定一个厂址,使得从自来水厂到A,B两村所用的水管最短.(2)如图②,P是∠A0B内部一点,试在角的两边上各找一个点E,F,使△PEF 的周长最小.解:(1)如图①,过A点关于江边的对称点C,再连接CB,BC与江边的交点Q 即为自来水厂厂址;(2)如图②,作点P关于OA对称的点M,作点P关于OB对称的点N,连接MN,与OA交于点E,与OB交于点F,此时△PEF的周长最小.19.如图,为了做好2013年沈阳全运会起降的交通安全工作,某交警执勤小队从A处出发,先到公路l1上设卡检查,再到公路l2上设卡检查,最后再到B 地执行任务,他们应如何走才能使总路程最短?【解答】解:如图所示,交警小队沿A→C→D→B走才能使总路程最短.20.如图所示,A、B为公路l同旁的两个村庄,在l上找一点P.(1)当P到A、B等距离时,P在何处?(2)当P到两村距离之和最小时,P在何处?解:(1)因为点P到两个村庄A,B的距离相等,所以P应建在AB的垂直平分线和l的交点处,理由是到线段两个端点距离相等的点在线段的垂直平分线上,如图1:,(2)作点A关于直线l的对称点,连接A′B交直线于点P,点P就是设置的点,如图2:21.如图,A、B两城市之间有一条国道,国道的宽为a,现要在国道上修建一座垂直于国道的立交桥,使通过A、B两城市路程最近,请你设计建桥的位置,并说明理论依据.解:如图,过点B作BC垂直国道,且使BC等于国道宽a,连接AC交国道边缘与M,作MN∥BC即可.理由:两点之间线段最短.22.如图,A和B两地在一条河的两岸,现要在河上造一座桥MN.桥造在何处才能使从A到B的路径AMNB最短?在下图中画出路径,不写画法但要说明理由.(假定河的两岸是平行的直线,桥要与河垂直.)解:如图,作BB'垂直于河岸GH,使BB′等于河宽,连接AB′,与河岸EF相交于M,作MN⊥GH,则MN∥BB′且MN=BB′,于是MNBB′为平行四边形,故NB=MB′.根据“两点之间线段最短”,AB′最短,即AM+BN最短.故桥建立在MN处符合题意.23.如图,平面上有直线a及直线a外的三点A、B、P.(1)过点P画一条直线m,使得m∥a;(2)若直线a、m表示一条河的两岸,现要在这条河上建一座桥(桥与岸垂直),使得从村庄A经桥过河到村庄B的路程最短,试问桥应建在何处?画出示意图.解:(1)如图1所示,(2)如图2,作AA'垂直于河岸a,使AA′等于河宽,连接BA′,与另一条河岸相交于M,作MN⊥直线a,则MN∥AA′且MN=AA′,于是MNAA′为平行四边形,故MA′=NA.根据“两点之间线段最短”,BA′最短,即AN+BM最短.故桥建立在M、N处符合题意.。
2020-2021学年七年级数学上册期末综合复习专题提优训练(北师大版)专题01 数轴上的动点问题【典型例题】1.(2020·苏州市工业园区第一中学初一月考)如图,在数轴上点A表示的数是-3,点B在点A的右侧,且到点A的距离是18;点C在点A与点B之间,且到点B的距离是到点A距离的2倍.(1)点B表示的数是____________;点C表示的数是_________;(2)若点P从点A出发,沿数轴以每秒4个单位长度的速度向右匀速运动;同时,点Q从点B出发,沿数轴以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动.设运动时间为t秒,在运动过程中,当t为何值时,点P与点Q之间的距离为6?(3)在(2)的条件下,若点P与点C之间的距离表示为PC,点Q与点B之间的距离表示为QB在运动过程中,是否存在某一时刻使得PC+QB=4?若存在,请求出此时点P表示的数;若不存在,请说明理由.【答案】(1)由题意可得:AB=18, A0=3(0为原点),∴B0=AB-A0=15,∵BC=2AC,∴B0-0C=2(A0+0C),∴0C=3.故答案为15, 3(2)由题意可得:存在2种情况点P与点Q之间的距离为6,①点P与点Q相遇前,18-6=(4+2)t,则t=2秒;②点P与点Q相遇后,18+6=(4+2)t,则t=4秒.故答案为t=2或4.(3)由题意可得:AC=6,PC=│6-4t│,QB=2t, 若PC+QB=4,则│6-4t│+2t=4,解得t=1或5 3故答案为点P表示的数是1或5 3【专题训练】一、选择题1.(2020·博兴县吕艺镇中学月考)已知点A和点B在同一数轴上,点A表示数﹣2,又已知点B和点A相距5个单位长度,则点B表示的数是()A.3B.﹣7C.3或﹣7D.3或7【答案】C2.(2020·东北师范大学东安实验学校七年级期中)数轴上一点A向右移动5个单位长度到达点B,再向左移动3个单位长度到达点C.若点C表示的数是-1,则点A表示的数是()A.-1B.-2C.-3D.2【答案】C3.(2020·河南平顶山四十四中月考)点A为数轴上表示-2的动点,当点A沿数轴移动4个单位长到B时,点B所表示的实数是()A.1B.-6C.2或-6D.不同于以上答案【答案】C4.(2020·内蒙古初三三模)在数轴上,点A,B在原点O的两侧,分别表示数a,2,将点A向右平移1个单位长度,得到点C.若CO=BO,则a的值为()A.-3B.-2C.-1D.1【答案】A5.(2019·南京民办求真中学初一月考)如图,半径为1的圆从表示3的点开始沿着数轴向左滚动一周,圆上的点A与表示3的点重合,滚动一周后到达点B,点B表示的数是().A.-2πB.3-2πC.-3-2πD.-3+2π【答案】B6.(2020·台州市双语实验学校初一月考)如图,在数轴上,点A表示1,现将点A沿数轴做如下移动,第一次将点A向左移动3个单位长度到达点A1,第二次将点A1向右移动6个单位长度到达点A2,第三次将点A2向左移动9个单位长度到达点A,那么点A51所表示的数为()A3,…按照这种移动规律进行下去,第51次移动到点51A.﹣74B.﹣77C.﹣80D.﹣83【答案】B7.(2020·宜兴市树人中学月考)等边△ABC在数轴上的位置如图所示,点A、C对应的数分别为0和-1,若△ABC绕顶点沿顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转1次后,点B所对应的数为1,则连续翻转2020次后,点B()A.不对应任何数B.对应的数是2020C.对应的数是2019D.对应的数是2021【答案】B8.(2020·赣榆汇文双语学校月考)如图所示,圆的周长为4个单位长度,在圆的4等分点处标上数字0,1,2,3,先让圆周上数字0所对应的点与数轴上的数-2所对应的点重合,再让圆沿着数轴按顺时针方向滚动,那么数轴上的数-2020将与圆周上的哪个数字重合 ( )A.0B.1C.2D.3【答案】C二、填空题9.(2020·高邮市外国语学校初中部月考)在数轴上,与表示2.5的点距离为3.5的点表示的数是____________.【答案】6或-110.(2020·胶州市第二十六中学月考)如果点A表示+3,将A向左移动7个单位长度,再向右移动3个单位长度,则终点表示的数是__________.【答案】-111.(2020·温州市第十二中学月考)如图,数轴上点A表示的数是﹣2,将点A向右移动10个单位长度,得到点B,则点B 表示的数是_____.【答案】812.(2020·嘉祥县第四中学初一月考)一只小蚂蚁停在数轴上表示﹣3的点上,后来它沿数轴爬行5个单位长度,则此时小蚂蚁所处的点表示的数为_____.【答案】2或﹣8.13.(2020·江苏建湖·汇文实验初中月考)折叠纸面,使-3表示的点与5表示的点重合,若数轴上A 、B 两点之间距离为11,(A 在B 的左侧),且A 、B 两点经折叠后重合,则A 、B 两点表示的数是 ___.【答案】-4.5,6.514.(2020·沧州市第十四中学初一月考)正方形ABCD 在数轴上的位置如图所示,点D 、A 对应的数分别为0和1,若正方形ABCD 绕着顶点顺时针方向在数轴上连续翻转,翻转1次后,点B 所对应的数为2;则翻转2019次后,数轴上数2019所对应的点是____________(填A 、B 、C 、D 中一个字母)【答案】C15.(2020·吉林长春外国语学校初一月考)如图所示,在数轴上,点A 表示1,现将点A 沿轴做如下移动,第一次点A 向左移动3个单位长度到达点1A ,第二次将点1A 向右移动6个单位长度到达点2A ,第三次将点2A 向左移动9个单位长度到达点3A ,按照这种移动规律移动下去,第n 次移动到点n A ,如果点n A 与原点的距离不小于20,那么n 的最小值是_______.【答案】1316.(2020·泰兴市蒋华初级中学初一月考)如图,把半径为 0.5的圆放到数轴上,圆上一点 A 与数轴上表示 1的点重合,圆沿着数轴正方向滚动一周,此时点 A 表示的数是____________.(结果保留π)【答案】π+1三、解答题17.(2020·广西初一期中)在一条数轴上从左到右有点A,B,C三点,其中AC=5,BC=2,设点A,B,C所对应数的和是p.(1)若以B为原点,则点A,C所对应的数分别为,p的值为;(2)若以A为原点,求p的值;(3)若原点O在数轴上点C的右边,且OB=15,求p的值.【答案】解:(1)∵以B为原点,AC=5,BC=2,∴点A,C所对应的数分别为-3、2,p的值为-3+2+0=-1;故答案为:﹣3、2,﹣1;(2)若以A为原点,则A点表示的数为0,由AC=5,BC=2可知,B点表示的数为3,C点表示的数为5,p=0+3+5=8.答:p的值为8;(3)由题意知:B点表示的数为-15,C点表示的数为-15+2= -13,A点表示的数为-15-3= -18,p=-15+(-13)+(-18)=-46,答:p的值为﹣46.【点睛】此题考查数轴上点与有理数的关系,数轴上两点间的距离,理解数轴上点与数的一一对应关系,掌握两点间的距离公式是解题的关键.18.(2020·江苏七年级期中)(概念提出)数轴上不重合的三个点,若其中一点到另外两点的距离的比值为n(n≥1),则称这个点是另外两点的n阶伴侣点.如图,O 是点A、B的1阶伴侣点;O是点A、C的2阶伴侣点;O也是点B、C的2阶伴侣点.(初步思考)(1)如图,C是点A、B的阶伴侣点;(2)若数轴上两点M、N分别表示-1和4,则M、N的32阶伴侣点所表示的数为;(深入探索)(3)若数轴上A、B、C三点表示的数分别为a、b、c,且点C是点A、B的n阶伴侣点,请直接用含a、b、n的代数式表示c.【答案】解:(1)∵O是点A、B的1阶伴侣点;O是点A、C的2阶伴侣点;O也是点B、C的2阶伴侣点,∴OA=OB,OC=2OA,OC=2OB,∴AC=3BC,∴C是点A、B的3阶伴侣点;故答案是:3(2)设表示的数为x,由题意有:①|x+1|=23|x-4|,解得,x=1或x=-11,②|x -4|=23|x +1|, 解得,x =2或x =14,综上所述,M 、N 的32阶伴侣点所表示的数为-11,1,2,14; (3)①当n =1时,c =2a b +. ②当n >1时,无论a >b 或a <b ,均有下列四种情况:点C 在点A 、B 之间且靠近点B 时,c =a +1n n + (b -a ); 点C 在点A 、B 之间且靠近点A 时,c =a +11n + (b -a ); 点C 在点A 、B 之外且靠近点B 时,c =a +1n n - (b -a ); 点C 在点A 、B 之外且靠近点A 时,c =a -11n - (b -a ). 【点睛】本题主要考查新定义“n 阶伴侣点”, 解题的关键是灵活运用所学知识,结合分类讨论思想解决问题.19.(2020·安徽七年级期中)如图,A 、B 两点在数轴上,这两点在数轴对应的数分别为12-、16.点P 、Q 分别从A ,B 两点同时出发,在数轴上运动,它们的速度分别是2个单位/秒、4个单位/秒,它们运动的时间为t 秒,0点对应的数是0.(规定:数轴上两点A ,B 之间的距离记为AB )(1)如果点P 、Q 在A 、B 之间相向运动,当它们相遇时,t =_____,此时点P 所走的路程为______,点Q 所走的路程为______,则点P 对应的数是_______;(2)如果点P 、Q 都向左运动,当点Q 追上点P 时,求点P 对应的数;(3)如果点P 、Q 在点A 、B 之间相向运动,当8PQ =时,求P 点对应的数;【答案】解:(1)设经过t 秒时,点P 与点Q 相遇,由题意得:2t +4t =16-(-12)∴6t =28∴t =143∴此时点P 所走的路程为14282=33⨯, 点Q 所走的路程为14564=33⨯ 点P 对应的数为:-12+2×143=-83 故答案为:143、283、563、83- (2)因为16(12)28AB =--=个单位,所以Q 追上P 的时间28(42)14t=÷-=秒 1214240--⨯=-,所以点P 对应的数为40-(3)当8PQ =时,分两种情况:①P 、Q 相遇前相距8个单位,10(288)(24)3t =-÷+=,此时点P 对应的数为101612233-+⨯=-. ②P 、Q 相遇后相距8个单位,(288)(24)6t =+÷+=,此时点P 对应的数为12260-+⨯=综上所述,点P 对应的数为163-或0. 【点睛】本题综合考查了动点在数轴上的运动问题,其中涉及到了相遇行程问题,追及行程问题等知识点,具有较强的综合性.20.(2020·四川攀枝花第二初级中学初一期中)在数轴上有三点A,B,C分别表示数a,b,c,其中b是最小的正整数,且|a+2|与(c﹣7)2互为相反数.(1)a=,b=,c=;(2)若将数轴折叠,使点A与点C重合,则点B与表示数的点重合;(3)点A,B,C开始在数轴上运动,若点A以每秒1个单位长度的速度向左运动,同时点B和点C分别以每秒2个单位长度的速度和4个单位长度的速度向右运动,若点A与点B的距离表示为AB,点A与点C的距离表示为AC,点B与点C的距离表示为BC,则t秒钟后,AB=,AC=,BC=;(用含t的式子表示)(4)请问:3BC﹣2AB的值是否随时间t的变化而变化?若变化,请说明理由;若不变,请直接写出其值.【答案】(1)∵|a+2|+(c−7)2=0,∴a+2=0,c−7=0,解得a=−2,c=7,∵b是最小的正整数,∴b=1;故答案为:−2,1,7.(2)(7+2)÷2=4.5,对称点为7−4.5=2.5,2.5+(2.5−1)=4;故答案为:4.(3)A点表示的数为-2-t,B点表示的数为1+2t,C点表示的数为7+4t,∴AB=(1+2t)-(-2-t)=3t+3,AC=(7+4t)-(-2-t)=5t+9,BC=(7+4t)-(1+2t)=2t+6;故答案为:3t+3,5t+9,2t+6.(4)不变.3BC−2AB=3(2t+6)−2(3t+3)=12.【点睛】本题主要考查了数轴及两点间的距离,解题的关键是利用数轴的特点能求出两点间的距离.21.(2020·浙江初一期中)“收获是努力得来的”,在数轴上,若点C到点A的距离刚好是3,则点C叫做点A的“收获点”,若点C到A、B两点的距离之和为6,则点C叫做A、B的“收获中心”.(1)如图1,点A表示的数为﹣1,则A的收获点C所表示的数应该是;(2)如图2,M、N为数轴上两点,点M所表示的数为4,点N所表示的数为﹣2,点C就是M、N的收获中心,则C所表示的数可以是(填一个即可);(3)如图3,A、B、P为数轴上三点,点A所表示的数为﹣1,点B所表示的数为4,点P所表示的数为8,现有一只电子蚂蚁从点P出发,以2个单位每秒的速度向左运动,当经过t秒时,电子蚂蚁是A和B的收获中心,求t的值.【答案】解:(1)A的收获点C所表示的数应该是-1-3=-4或-1+3=2;(2)∵4-(-2)=6,∴M,N之间的所有数都是M,N的收获中心.故C所表示的数可以是-2或-1或0或1或2或3或4(答案不唯一);(3)设经过x秒时,电子蚂蚁是A和B的收获中心,依题意有①8-2x-4+(8-2x+1)=6,②4-(8-2x)+[-1-(8-2x)]=6,解得x=4.75.故当经过1.75秒或4.75秒时,电子蚂蚁是A和B的收获中心.【点睛】本题考查了数轴及数轴上两点的距离、动点问题,熟练掌握动点中三个量的数量关系式:路程=时间×速度,认真理解新定义.AC=. 22.(2020·福建七年级期中)如图,已知数轴上点A表示的数为4,点B表示的数为1,C是数轴上一点,且8(1)直接写出数轴上点C表示的数;t t>秒,动点R从点C出发,(2)动点P从B出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为()0以每秒2个单位长度沿数轴向左匀速运动,求当t为何值时P,R两点会相遇.t t>秒,动点R从点C出发,(3)动点P从B出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为()0,,以每秒2个单位长度沿数轴向左匀速运动,动点Q从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若P Q R 三点同时出发,当点P遇上点R后立即返回向点Q运动,遇到点Q后则停止运动.求点P从开始运动到停止运动,行驶的路程是多少个单位长度?【答案】解:(1)∵数轴上点A表示的数为4,AC=8,点C在点A左侧∴点C表示的数为4-8=-4;(2)∵点B表示的数为1,点C表示的数为-4∴BC=1-(-4)=5由题意可得3t+2t=5答:当t=1时,P,R两点会相遇;(3)由题意可得:AB=4-1=3点P遇上点R的时间为:5÷(3-2)=5(秒)此时点P与点Q的距离为3+(3-1)×5=13∴P、Q的相遇时间为13÷(3+1)=3.25(秒)∴点P从开始运动到停止运动,行驶的路程是3×(5+3.25)=24.75个单位长度答:点P从开始运动到停止运动,行驶的路程是24.75个单位长度.【点睛】此题考查的是数轴与动点问题,掌握数轴上两点之间的距离公式和行程问题公式是解题关键.。
2020中考常见最值问题总结归纳微专题一:单线段最值+单动点型WORKINGPLAN微专题一:单线段最值+单动点型类型一:动点轨迹--直线型考法指导动点轨迹为一条直线时,利用“垂线段最短”求最值。
(1)当动点轨迹确定时可直接运用垂线段最短求最值(2)当动点轨迹不易确定是直线时,可通过以下三种方法进行确定①观察动点运动到特殊位置时,如中点,端点等位置时是否存在动点与定直线的端点连接后的角度不变,若存在该动点的轨迹为直线。
②当某动点到某条直线的距离不变时,该动点的轨迹为直线。
③当一个点的坐标以某个字母的代数式表示时,若可化为一次函数,则点的轨迹为直线。
【典例精析】例题1.(2020·全国初三单元测试)如图,矩形ABCD 中,4AB =,6BC =,点P 是矩形ABCD 内一动点,且∆∆=PAB PCD S S ,则PC PD +的最小值为_____.【答案】【详解】 ABCD 为矩形,AB DC ∴=又=PAB PCD S S∴点P 到AB 的距离与到CD 的距离相等,即点P 线段AD 垂直平分线MN 上,连接AC ,交MN 与点P ,此时PC PD +的值最小,且PC PD AC +====故答案为:【针对训练】1.(2018·湖北中考真题)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.4 B.2 C .1 D .2【答案】C【详解】连接OC ,作PE ⊥AB 于E,MH ⊥AB 于H,QF ⊥AB 于F ,如图,∵△ACB 为到等腰直角三角形,∴AC=BC=2,∠A=∠B=45°, ∵O 为AB 的中点,∴OC ⊥AB,OC 平分∠ACB,OC=OA=OB=1,∴∠OCB=45°,∵∠POQ=90°,∠COA=90°,∴∠AOP=∠COQ,在Rt △AOP 和△COQ 中A OCQ AO COAOP COQ ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩, ∴Rt △AOP ≌△COQ,∴AP=CQ,易得△APE 和△BFQ 都为等腰直角三角形,∴∴PE+QF=2,CQ+BQ,=2BC=2 ∵M 点为PQ 的中点,∴MH 为梯形PEFQ 的中位线,∴MH=12,PE+QF,=12, 即点M 到AB 的距离为12, 而CO=1,∴点M 的运动路线为△ABC 的中位线,∴当点P 从点A 运动到点C 时,点M 所经过的路线长=12AB=1, 故选C,2.(2017·江苏中考真题)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______,【答案】【详解】解:如图,由题意可知点C运动的路径为线段AC′,点E运动的路径为EE′,由平移的性质可知AC′=EE′,在Rt,ABC′中,易知AB=BC′=6,,ABC′=90°,,EE′=AC故答案为:3.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.【答案】(1)见解析;(2)【详解】解:(1)补全图形如图1所示,AD=BE,理由如下:∵∵ABC是等边三角形,∵AB=BC=AC,∵A=∵B=60°,由旋转的性质得:∵ACB=∵DCE=60°,CD=CE,∵∵ACD=∵BCE,∵∵ACD∵∵BCE(SAS),∵AD=BE.(2)如图2,过点A作AF∵EB交EB延长线于点F.∵∵ACD∵∵BCE,∵∵CBE=∵A=60°,∵点E的运动轨迹是直线BE,根据垂线段最短可知:当点E与F重合时,AE的值最小,此时CD=CE=CF,∵∵ACB=∵CBE=60°,∵AC∵EF,∵AF∵BE,∵AF∵AC,在Rt∵ACF中,,∵CD=CF=类型二:动点轨迹--圆或圆弧型考法指导动点的轨迹为定圆时,可利用:“一定点与圆上的动点距离最大值为定点到圆心的距离与半径之和,最小值为定点到圆心的距离与半径之差”的性质求解。
专题01 动点问题中的最值、最短路径问题动点问题是初中数学阶段的难点,它贯穿于整个初中数学,自数轴起始,至几何图形的存在性、几何图形的长度及面积的最值,函数的综合类题目,无不包含其中.其中尤以几何图形的长度及面积的最值、最短路径问题的求解最为繁琐且灵活多变,而其中又有一些技巧性很强的数学思想(转化思想),本专题以几个基本的知识点为经,以历年来中考真题为纬,由浅入深探讨此类题目的求解技巧及方法.一、基础知识点综述1. 两点之间,线段最短;2. 垂线段最短;3. 若A、B是平面直角坐标系内两定点,P是某直线上一动点,当P、A、B在一条直线上时,PA PB 最大,最大值为线段AB的长(如下图所示);(1)单动点模型作图方法:作已知点关于动点所在直线的对称点,连接成线段与动点所在直线的交点即为所求点的位置. 如下图所示,P是x轴上一动点,求PA+PB的最小值的作图.P是∠AOB内一点,M、N分别是边OA、OB上动点,求作△PMN周长最小值.作图方法:作已知点P关于动点所在直线OA、OB的对称点P’、P’’,连接P’P’’与动点所在直、N即为所求.线的交点M5. 二次函数的最大(小)值()2y a x h k=-+,当a>0时,y有最小值k;当a<0时,y有最大值k.二、主要思想方法利用勾股定理、三角函数、相似性质等转化为以上基本图形解答. (详见精品例题解析)三、精品例题解析例1. (2019·凉山州)如图,正方形ABCD中,AB=12,AE=3,点P在BC上运动(不与B、C重合),过点P作PQ⊥EP,交CD于点Q,则CQ的最大值为例2. (2019·凉山州)如图,已知A 、B 两点的坐标分别为(8,0),(0,8). 点C 、F 分别是直线x =-5和x 轴上的动点,CF =10,点D 是线段CF 的中点,连接AD 交y 轴于点E ,当△ABE 面积取最小值时,tan ∠BAD =( )A .817 B . 717 C . 49 D . 59例3. (2019·南充)如图,矩形硬纸片ABCD 的顶点A 在y 轴的正半轴及原点上滑动,顶点B 在x 轴的正半轴及原点上滑动,点E 为AB 的中点,AB =24,BC =5,给出结论:①点A 从点O 出发,到点B 运动至点O 为止,点E 经过的路径长为12π;②△OAB 的面积的最大值为144;③当OD 最大时,点D 的坐标为)2626125,262625(,其中正确的结论是 (填写序号).例4. (2019·天津)已知抛物线2y x bx c =-+(b 、c 为常数,b >0)经过点A (-1,0),点M (m ,0)是x 轴正半轴上的动点,若点Q (1,2Q b y +2QM +时,求b 的值.例5. (2019·舟山)如图,一副含30°和45°角的三角板ABC 和EDF 拼合在个平面上,边AC 与EF 重合,12AC cm =.当点E 从点A 出发沿AC 方向滑动时,点F 同时从点C 出发沿射线BC 方向滑动.当点E 从点A 滑动到点C 时,点D 运动的路径长为 cm ;连接BD ,则△ABD 的面积最大值为2cm .例6. (2019·巴中)如图,在菱形ABCD中,连接BD、AC交于点O,过点O作OH⊥BC于点H,以O为圆心,OH为半径的半圆交AC于点M.(1)求证:DC是圆O的切线;(2)若AC=4MC,且AC=8,求图中阴影部分面积;(3)在(2)的前提下,P是线段BD上的一动点,当PD为何值时,PH+PM的值最小,并求出最小值.B D专题01 动点问题中的最值、最短路径问题(解析)例1. (2019·凉山州)如图,正方形ABCD中,AB=12,AE=3,点P在BC上运动(不与B、C重合),过点P作PQ⊥EP,交CD于点Q,则CQ的最大值为【答案】4.【解析】解:∵PQ⊥EP,∴∠EPQ=90°,即∠EPB+∠QPC=90°,∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=∠C=90°,∠EPB+∠BEP=90°,∴∠BEP=∠QPC,∴△BEP∽△CPQ,∴BE BP CP CQ=,∵AB=12,AE=3,∴BE=9,设CQ=y,BP=x,CP=12-x,(0<x<12)∴912xx y=-,即()()21216499x xy x-==--+,∴当x=6时,y有最大值为4,即CQ的最大值为4.【点睛】此题为“一线三直角模型”,解题方法为相似三角形性质求解,综合利用二次函数的性质求解最值问题.例2.(2019·自贡)如图,已知A、B两点的坐标分别为(8,0),(0,8). 点C、F分别是直线x=-5和x轴上的动点,CF=10,点D是线段CF的中点,连接AD交y轴于点E,当△ABE面积取最小值时,tan∠BAD=()A.817B.717C.49D.59【答案】B.【解析】解:S△ABE=142BE OA BE ⨯⨯=,当BE取最小值时,△ABE面积为最小值.设x=-5与x轴交于点G,连接DG,因为D为CF中点,△CFG为直角三角形,所以DG=15 2CD=,∴D点的运动轨迹为以G为圆心,以5半径的圆上,如图所示由图可知:当AD与圆G相切时,BE的长度最小,如下图,过点E作EH⊥AB于H,∵OG=5,OA=8,DG=5,在Rt△ADG中,由勾股定理得:AD=12,△AOE∽△ADG,∴AO AD OE DG=,求得:OE=103,由OB=OA=8,得:BE=143,∠B=45°,AB=∴EH=BH=23BE=,AH=AB-BH=3,∴tan ∠BAD=717EH AH ==, 故答案为B .【点睛】此题解题的关键是找到△ABE 面积最小时即是AD 与D 的远动轨迹圆相切的时刻. 进而构造以∠BAD 为内角的直角三角形,利用勾股定理求出边长,代入三角函数定义求解.例3. (2019·南充)如图,矩形硬纸片ABCD 的顶点A 在y 轴的正半轴及原点上滑动,顶点B 在x 轴的正半轴及原点上滑动,点E 为AB 的中点,AB =24,BC =5,给出结论:①点A 从点O 出发,到点B 运动至点O 为止,点E 经过的路径长为12π;②△OAB 的面积的最大值为144;③当OD 最大时,点D 的坐标为)2626125,262625(,其中正确的结论是 (填写序号).【答案】②③.【解析】解:根据题意可知:OE =12AB =12, 即E 的轨迹为以O 为圆心以12为半径的四分之一圆(第一象限的部分),根据弧长公式,得点E 的路径长为:9012180π⨯⨯=6π,故①错误; 因为AB =24,当斜边AB 上的高取最大值时,△OAB 的面积取最大值,点O 在以AB 为直径的圆上(圆心为E ),当OE ⊥AB 时,斜边AB 上的高最大, 所以△OAB 的面积取最大值为:124122⨯⨯=144,故②正确; 连接OE 、DE ,得:OD ≤OE +DE ,当O 、E 、D 三点共线时取等号,即OD 的最大值为25,如图,过点D 作DF ⊥y 轴于F ,过点E 作EG ⊥y 轴于G ,可得:25DF OD ==, 即:1225EG DF =, 512AF AD EG AE ==, 即:51125AF EG DF ==, 设DF =x ,在Rt △ADF 中,由勾股定理得:221255x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,解得:x =26, 在Rt △ODF 中,由勾股定理得:OF =26即点D 的坐标为)2626125,262625(,故③正确. 综上所述,答案为:②③.例4. (2019·天津)已知抛物线2y x bx c =-+(b 、c 为常数,b >0)经过点A (-1,0),点M (m ,0)是x 轴正半轴上的动点.若点Q (1,2Q b y +2QM +时,求b 的值.【答案】见解析. 【解析】解:∵2y x bx c =-+经过点A (-1,0), ∴1+b +c =0,即21y x bx b =--- ∵点Q (1,2Q b y +)在抛物线2y x bx c =-+上, ∴324Q b y =--, 即13,224b Q b ⎛⎫+-- ⎪⎝⎭, ∵b >0,∴Q 点在第四象限,222QM AM QM ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭所以只要构造出AM QM ⎫+⎪⎝⎭2QM +的最小值取N (1,0),连接AN ,过M 作MG ⊥AN 于G ,连接QM ,如图所示,△AGM 为等腰直角三角形,GM =2AM ,即当G 、M 、Q 三点共线时,GM +MQ 2QM +取最小值, 此时△MQH 为等腰直角三角形,∴QM 324b ⎫+⎪⎭,GM =2AM =)12m +()322=2122244b QM AM QM m ⎛⎫⎤⎫+=++++= ⎪⎥⎪⎭⎝⎭⎣⎦① ∵QH =MH ,∴324b +=12b m +-,解得:m =124b - ② 联立①②得:m =74,b =4.2QM +的最小值为4时,b =4.2QM +转化为22AM QM ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,进而根据两点之间线段最短及等腰三角形性质求解.例5. (2019·舟山)如图,一副含30°和45°角的三角板ABC 和EDF 拼合在个平面上,边AC 与EF 重合,12AC cm =.当点E 从点A 出发沿AC 方向滑动时,点F 同时从点C 出发沿射线BC 方向滑动.当点E 从点A 滑动到点C 时,点D 运动的路径长为 cm ;连接BD ,则△ABD 的面积最大值为2cm .【答案】- 【解析】解:如图1所示,当E 运动至E ’,F 滑动到F ’时,图1过D ’作D ’G ⊥AC 于G ,D ’H ⊥BC 交BC 延长线于点H ,可得∠E ’D ’G =∠F ’D ’H ,D ’E ’=D ’F ’,∴Rt △E ’D ’G ≌Rt △F ’D ’H ,∴D ’G =G ’H ,∴D ’在∠ACH 的角平分线上,即C ,D ,D ’三点共线.通过分析可知,当D ’E ’⊥AC 时,DD ’的长度最大,随后返回初始D 点,如图2所示,D 点的运动路径为D →D ’→D ,行走路线长度为2DD ’;D '图2∵∠BAC =30°,AC =12,DE =CD∴BC=CD =DE=,由图知:四边形E ’CF ’D ’为正方形,CD ’=EF =12,∴DD ’=CD ’-CD=12-,D 点运动路程为2DD ’=24-图3如图3所示,当点D 运动至D ’时,△ABD ’的面积最大,最大面积为:'''''''ABC AE D BD F E CF D S S S S ++-△△△正方形=(((211112222⨯+⨯--⨯⨯=【点睛】准确利用全等、角平分线判定得到D 点的运动轨迹是关键,利用三角函数及勾股定理求解,计算较为繁琐,尤其是利用割补法求解三角形的面积时对学生计算能力要求较高,此题难度较大,新颖不BD'BD'失难度.例6. (2019·巴中)如图,在菱形ABCD 中,连接BD 、AC 交于点O ,过点O 作OH ⊥BC 于点H ,以O 为圆心,OH 为半径的半圆交AC 于点M .(1)求证:DC 是圆O 的切线;(2)若AC =4MC ,且AC =8,求图中阴影部分面积;(3)在(2)的前提下,P 是线段BD 上的一动点,当PD 为何值时,PH +PM 的值最小,并求出最小值.【答案】见解析.【解析】(1)证明:过点O 作ON ⊥CD 于N , AC 是菱形ABCD 的对角线,∴AC 平分∠BCD ,∵OH ⊥BC ,ON ⊥CD ,∴OH =ON ,又OH 为圆O 的半径,BD∴ON 为圆O 的半径,即CD 是圆O 的切线.(2)由题意知:OC =2MC =4,MC =OM =2,即OH =2,在Rt △OHC 中,OC =2OH ,可得:∠OCH =30°,∠COH =60°,由勾股定理得:CH==23OCH OMHS S S π-=△阴影扇形(3)作点M 关于直线BD 的对称点M ’,连接M ’H 交BD 于点P , 可知:PM =PM ’即PH +PM =PH +PM ’=HM ’,由两点之间线段最短,知此时PH +PM 最小, ∵OM ’=OM =OH ,∠MOH =60°,∴∠MM ’H =30°=∠HCM ,∴HM ’=HC=即PH +PM的最小值为在Rt △M ’PO 及Rt △COD 中,OP =OM ’ tan 30°,OD =OC tan 30°, 即PD =OP +OD=B D。
最短路径与圆的动点题
这类题目主要是考查学生对数学基本概念的理解,比如最短路径问题、圆与动点的关系等。
以下是关于这两类问题的解题思路:
最短路径问题:
确定起点和终点:首先明确题目中的起点和终点,并考虑所有可能的路径。
考虑障碍物:如果路径中存在障碍物,需要计算如何绕过这些障碍物。
运用数学知识:使用数学知识(如勾股定理、三角形的三边关系等)来计算最短路径的长度。
圆与动点问题:
确定圆心和半径:根据题目描述,确定圆的圆心和半径。
设定动点轨迹:根据题目要求,确定动点的运动轨迹。
运用圆的性质:利用圆的性质(如切线长定理、垂径定理等)来解答问题。
请注意,以上只是大致的解题思路,具体的解题方法还需根据题目的具体条件来分析。
在遇到复杂问题时,可以结合图形进行分析,这样可以更加直观地理解题意并找到解答的方法。
中考数学压轴题动点产生的定值与最值问题8个专题讲解目录第 1 讲角为定值的常规解法第 2 讲角为定值的高级解法第3讲边为定值的动点问题第4讲线段的和或差为定值的动点问题第5讲比值为定值的动点问题第6讲乘积为定值的动点问题第7讲面积为定值的动点问题第8讲动点产生的几何最值问题第1讲角为定值的常规解法【几何法证明角为定值】(1)三角形内角和定理(2)三角形外角定理(3)等腰三角形底角相等(4)直角三角形两锐角互余(5)平行线的同位角相等、内错角相等、同旁内角互补(6)平行四边形的对角相等、邻角互补(7)等腰梯形底角相等(8)圆所涉及的角的关系:圆心角、圆周角、弦切角定理等【例】如图,平面内两条互相垂直的直线相交于点O,∠MON=90°,点A、B分别在射线O M、ON 上移动,AC是△BAO的角平分线,BD为∠ABN的角平分线,AC与B D的反向延长线交于点P.试问:随着点A、B位置的变化,∠APB的大小是否会变化?若保持不变,请求出∠APB 的度数;若发生变化,求出变化范围。
、【例】如图所示,O的直径A B=4,点P是A B延长线上的一点,过P点作O的切线,切点为C,连接AC.(1)若∠CPA=30°,求P C的长;(2)若点P在A B的延长线上运动,∠CPA的平分线交A C于点M,你认为∠CMP 的大小是否发生变化?若变化,请说明理由;若不变化,求出∠CMP 的大小。
【代数法求角为定值】一般在直角坐标系中,可以用坐标的方法表示出边或角,从而求解具体角为定值的问题。
【例】如图,在平面直角坐标系中,点P从原点O出发,沿x轴向右以毎秒1个单位长的速度运动t 秒(t>0),抛物线y = ax2 + bx + c 经过点O和点P,已知矩形A BCD的三个顶点为A(1,0),B(1,−5),D(4,0).(1)求c,b (用含t的代数式表示):(2)当4<t<5时,设抛物线分别与线段A B,CD交于点M,N.①在点P的运动过程中,你认为∠AMP的大小是否会变化?若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP 的值;②求△MPN的面积S与t的函数关系式,并求t为何值时,S=218;(3)在矩形A BCD的内部(不含边界),把横、纵坐标都是整数的点称为“好点”。
备战2019年中考数学压轴题之二次函数专题1二次函数背景下的动点问题探究【方法综述】动点是常见的综合问题中的构成要件,通过点的运动命题者可以构造各种问题情景。
动点的呈现方式从动点个数往往有单动点或双动点,从运动呈现方式分为无速度动点和有速度动点,从动点的引起的变化分为单个动点变化和以动点驱动的图形运动。
【典例示范】类型一常规单动点问题例(广东省深圳市)己知二次函数+奸3的图象分别与x轴交于点A(3,0),C(-1,0),与y 轴交于点月.点Q为二次函数图象的顶点.(1)如图①所示,求此二次函数的关系式:(2)如图②所示,在x轴上取一动点P(m,0),且过点F作x轴的垂线分别交二次函数图象、线段.ID..4B于点。
、F.£.求证:EF=EP:(3)在图①中,若R'hy轴上的一个动点,连接.弑,则^BR-AR的最小值(直接写出结果).【答案】(1)尸x*x+3:(2)见解析:(3)气?【解析】解:(1)将A(3.0),C(・L0)代入y=ax2-bx+3.得:(9a+3b+3=0做徂(a=-1(a-h+3=O'解”.I Z>=2'..•此二次函数的关系式为y=-x?+2x+3.(2)证明:Vy=-x1 2 3+2x+3=- (x・l)2+4,..•点D的坐标为(1,4).设线段AB所在直线的函数关系式为y=kx-c(蜉0),将A(3,0),C(0-3)代入y=kx+c.得:件史;°’解得:{仁;线段AB所在直线的函数关系式为y-x+3.同理,凹得出:线段AD所在直线的函数关系式为『2x46•.•点P的坐标为(皿0),..•点E的坐标为(in,・m+3),点F的坐标为(m.-2m+6).(3)如图,③,连接BC.过点R作RQ1BC.垂足为Q.VOC=1.OB=3.ABC=V1O・(勾股定理)V ZCBO=ZCBO.ZBOC=ZBQR=90°,△BQRs/XAOB,•.竺=竺即栏=要BC OC v^lO1.\rq=^BR.「•AR+普BR=AR+RQ,..•当A,R.Q共线且垂直AB时,即AR-渔R=AQ时,其值最小. V ZACQ=ZBCO t匕BOC=NAQC,「•△CQAs^COB,.••港BRKR的最小值为譬.故答案为:例2:(2019年广西)如图.抛物线)K.2x.3与x轴交于8两点,与),轴交于点G其对称轴与抛物线相交于点M,与x轴相交于点N,点P是线段MVE的一个动点,连接CF,过点F作PE±CP交x轴于点E.(1)求抛物线的顶点X的坐标:(2)当点E与原点。
初中数学动点产生的最值问题专项讲解一、如图1,在直线l上找到一点P,使得PA+PB最短.做法如图2,连接A、B与l的交点即为所求.图1 图2 图3 图4二、如图3,在直线l上找到一点P,使得PA+PB最短.做法如图4,做点B关于直线l 的对称点B/,连接AB/与l的交点即为点P.因为A、B两点是固定的,所以当题目要求找到一点P使得△PAB的周长最小时,做法也是一样的.三、如图5,在直线l上找到两点EF(点E在点F的左侧),EF的距离是定值,使得AE+EF+FB最小.做法如图6,过A做AA'∥l且AA'=EF,做B关于直线l的对称点B′,连接A'B'与直线l的交点即为F,过A做A'F的平行线与直线l的交点即为点E 同样地,因为AB两点是固定的,所以当题目要求使得四边形AEFB周长最小时,也是用同样的方法图5 图6 图7 图8四、如图7,直线a与直线b平行,在直线a上找到一点A,过点A作直线b的垂线交于点B,如何确定点A的位置可以使PA+AB+BQ最短.做法如图8,做PD垂直直线b交直线a于点C,交直线b于点D,在PD上截取PECD,连接EQ,EQ与直线b的交点即为点B,过点B做直线a的垂线,交点即为点A,连接PA即可.这种方法在实际生活中的应用就是著名的修桥问题.五、如图9,在直线l上找到一点M,使得|MA-MB|最小;直线l上找到一点N,使|NA-NB|最大.做法如图10,做AB 的中垂线与直线l 相交,交点即为M 、此时|MA-MB|有最小值0.如图11,延长BA 与直线l 相交,交点即为N 、此时|NA-NB|有最大值为AB.图9 图10 图11六、如图12,点P 是∠AOB 内部一点,在OA 上找到一点M 、OB 上找到一点N 使三角形PMN 的周长最小.做法如图13,分别作点P 关于QA 、OB 的对称点P1、P2,连接P1P2、与OA 的交点即为M,与OB 的交点即为N.此时,三角形PMN 的周长最短.图12 图13 图14 图15七、如图14,点P 是∠AOB 内部一点,在OA 上找到一点M 、过点M 作AMN 垂直OB 交OB 于点N,使得PM+MN 的最小.做法如图15,作点P 关于OA 的对称点Q,做QN 垂直OB 于N 、则QN 与OA 的交点为M.八、如图16,在三角形ABC 中找到一点P,使得PA+PB+PC 最小.做法如图17,分别以AB 、BC 、AC 为边向外做等边三角形,连接AD 、BE 、CF 的交点就是符合条件的点P.lABlP2OOO图16 图17 图18 图19九、如图18,三角形ABC 是等腰直角三角形,C 是直角顶点、以C 为圆心,21AB 长为半径作圆,在⊙C 上找到一点P,使得PA+22PB 最短. 做法如图19,取BC 的中点D,连接AD,则AD 与⊙C 的交点即为P. 注:在⊙C 上任取一点P,连接PC,PB,∵CP CD =CB CP =22,且∠PCD=∠BCP ∴△PCD ∽△BCP , ∴PD =22PB学思路铺垫已知:二次函数y=-2x 2+3x-23与直线y=x 交于A 、B 两点,点A 在点B 的左侧. (1)A 、B 两点的坐标分别是__________、(2)在y 轴上找到一点C,使得三角形ABC 的周长最小,则点C 的的坐标为_______ (3)若以M 为圆心的圆经过AB 两点,且圆心角AMB 是直角,请写出M 的坐标_____;若以M 为圆心,以2为半径作圆,在此圆上找到一个点P,使PA+22PB 最小,则此最小值为_____________,_____________ 思路:①两定点在定直线同侧,作对称;②先转化22PB,取MB 的中点Q,连接AQ, 则AQ 的长度即为所求. 压轴题(山东滨州中考)如图2-4-20,已知直线y=kx+b(k 、b 为常数)分别与x 轴、y 轴交于点A(-4,0)、B(0,3),抛物线y=-x 2+2x+1与y 轴交于点C. (1)求直线y=kx+b 的函数解析式;(2)若点P(x,y)是抛物线y=-x 2+2x+1上的任意一点,设点P 到直线AB 的距离为d,求d 关于x 的函数解析式,并求d 取最小值时点P 的坐标;(3)若点E 在抛物线y=-x 2+2x+1的对称轴上移动,点F 在直线AB 上移动,求CE+EF 的最小值提能力1.(山东烟合中考)如图2-4-21,抛物线y=ax 2+bx+2与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C,AB=4,矩形OBDC 的边CD=1,延长DC 交抛物线于点E (1)抛物线的解析式为________;(2)如图2-4-22,点P 是直线EO 上方抛物线上的一个动点,过点P 作y 轴的平行线交直EO 于点G,作PH ⊥EO,垂足为H.设PH 的长为l,点P 的横坐标为m,求L 与m 的函解析式(不必写出m 的取值范围),并求出l 的最大值.2.(山东东营中考)如图2-4-23,直线y=33x+3分别与x 轴、y 轴交于B 、C 两点,点A 在x 轴上,∠ACB=90°,抛物线y=ax 2+bx+3经过A,B 两点.(1)A 、B 两点的坐标分别为_____________;抛物线的解析式为____________ (2)点M 是直线BC 上方抛物线上的一点,过点M 作MH ⊥BC 于点H,作MD ∥y 轴交BC 于点D,求△DMH 周长的最大值.3.(湖南岳阳中考)如图2-4-24,抛物线y=32x 2+bx+c 经过点B(3,0),C(0,-2),直线l:y=-32x-32交y 轴于点E,且与抛物线交于A,D 两点,P 为抛物线上一动点(不与A,D 重合.(1)抛物线的解析式为________;(2)当点P 在直线l 下方时,过点P 作PM ∥x 轴交l 于点M,PN ∥y 轴交l 于点N,求PM+PN 的最大值4.(天津中考)已知抛物线y= x 2+bx-3(b 是常数)经过点A(-1,0). (1)该抛物线的解析式和顶点坐标分别为________;(2)P(m,t)为抛物线上的一个动点,P 关于原点的对称点为P /.当点P /落在第二象限内,并且P /A 2取得最小值时,求m 的值.5.(湖南怀化中考)如图2-4-25,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax 2+bx-5与x 轴交于点A(-1,0),B(5,0),与y 轴交于点C. (1)抛物线的函数表达式为________;(2)若点K 为抛物线的顶点,点M(4,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PQKM 的周长最小,求出点P,Q 的坐标6.(甘肃兰州中考)如图2-4-26,抛物线y=-x 2+bx+c 与直线AB 交于A(-4,-4),B(0,4)两点,直线AC:y=-21x-6交y 轴于点C.点E 是直线AB 上的动点,过点E 作EF ⊥x 轴交AC 于点F,交抛物线于点G.(1)抛物线y=-x 2+bx+c 的表达式为________;(2)已知E(-2,0),H(0,-1)以点E 为圆心,EH 长为半径作圆,点M 为⊙E 上一动点,求21AM+CM 的最小值.。
专题动点与最短路径、图形长度最值问题大视野最短路径原理1:两点之间线段最短;原理2:垂线段最短(1)二维平面内前提:A点B点是固定点,点P是x轴上一动点。
当P A+PB最小时,在图中作出P点位置;当|P A-PB| 最大时,在图中作出P点位置;当P A+PB最小时,在图中作出P点位置;当|P A-PB| 最大时,在图中作出P点位置;(2)立体图形中常见的有立方体、长方体、楼梯、树木绕绳问题解决方法:将立体图形曲面展开成平面图形,标出起始位置,借助勾股定理求解。
题型一、线段最值问题例1. 【2019·福州市晋安区期末】如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=4,BC=3,点E是AB上的点,以AC为对角线的平行四边形AECF,则EF的最小值是()A.5B.4C.1.5D.3【答案】D.【解析】解:∵在Rt△ABC中,∠B=90°,∴BC⊥AB,∵四边形AECF是平行四边形,∴OE=OF,OA=OC,∴当OE取最小值时,线段EF最短,此时OE⊥AB,即OE是△ABC的中位线,∴OE=12BC=1.5,∴EF=2OE=3,即EF的最小值是3.故答案为:D.例2. 【2019·宿迁市期末】在△ABC中,AB=6cm,AC=8cm,BC=10cm,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,连接EF,则EF的最小值为______cm.【答案】24 5.【解析】解:∵AB=6,AC=8,BC=10,∴AB2+AC2=BC2,∴△ABC为直角三角形,∠A=90°,∵PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,∴∠AEP=∠AFP=90°,∴四边形AEPF为矩形,连接AP,如图,EF=AP,当AP⊥BC时,AP的值最小,此时AP=245,∴EF的最小值为245.例3. 【2019·宜昌市期中】如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,E是AB边的中点,F是线段BC上的动点,将△EBF沿EF所在直线折叠得到△EB′F,连接B′D,则B′D的最小值是()A.2B.6C.﹣2D.4【答案】A.【解析】解:由题意知,点B’的轨迹是以E为圆心,BE的长为半径的圆弧,当B’、E、D共线时,B’D的值最小,最小值为:DE-BE2,故答案为:A.例4. 【2109·福州市期中】如图,平面内三点A、B、C,AB=4,AC=3,以BC 为对角线作正方形BDCE,连接AD,则AD的最大值是.【答案】2【解析】解:将△BAD绕点D顺时针旋转90°,得到△DCM,易证,△ADM是等腰直角三角形,AD=AM,2当A、C、M共线时,且C在A、M之间时,AM的长度最大,最大为7,∴AD.例5. 【2019·厦门大学附中期末】如图,在平面直角坐标系中,已知A(2,0),B(5,0),点P为线段AB外一动点,且P A=2,以PB为边作等边△PBM,则线段AM的最大值为()A.3B.5C.7D【答案】B.【解析】解:如图,点P 的轨迹为以A 为圆心,以OA 为半径的圆,点M 的轨迹为以点O ’为圆心以EF 的长为直径的圆,∴O ′(72), ∴AO ′=3,当点M 在AO ′的延长线上时,AM 的值最大,最大值为3+2=5,故答案为:B .题型二、最短路径问题例1.【2019·十堰市外国语期末】如图,在菱形ABCD 中,对角线AC =8,BD =6,点E ,F 分别是边AB ,BC 的中点,点P 在AC 上运动,在运动过程中,存在PE +PF 的最小值,则这个最小值是( )A .3B .4C .5D .6【答案】C .【解析】解:设AC 交BD 于O ,作E 关于AC 的对称点N ,连接NF ,交AC 于P ,则此时EP +FP 的值最小,∴PN =PE ,∵四边形ABCD是菱形,∴∠DAB=∠BCD,AD=AB=BC=CD,OA=OC,OB=OD,AD∥BC,∵E为AB的中点,∴N在AD上,且N为AD的中点,∵AD∥CB,∴∠ANP=∠CFP,∠NAP=∠FCP,∵AD=BC,N为AD中点,F为BC中点,∴AN=CF,∴△ANP≌△CFP,∴AP=CP,即P为AC中点,∵O为AC中点,∴P、O重合,即NF过O点,∵AN∥BF,AN=BF,∴四边形ANFB是平行四边形,∴NF=AB,∵AC⊥BD,OA=12AC=4,BO=12BD=3,由勾股定理得:AB=2+BO2=5,故答案为:C.例2. 【2019·厦门市期中】如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,矩形内部有一动点P满足S△P AB=13S矩形ABCD,则点P到A、B两点之间的距离之和P A+PB的最小值是【答案】【解析】解:设△ABP边BA上的高为h,∵S△P AB=13S矩形ABCD,∴h=2,即动点P的运动轨迹是与AB平行,且与AB距离为2的直线,不妨设这条直线为l,作A点关于直线l的对称点E,连接AE,BE,则BE的长度即为所求的最短距离,由勾股定理,得:BE=即P A+PB的最小值是故答案为:例3. 【2019·遵义市期中】如图,已知圆柱底面的周长为6cm,圆柱高为3cm,在圆柱的侧面上,过点A和点C嵌有一圈金属丝,则这圈金属丝的周长最小为()cm.A.B.C D.6【答案】B.【解析】解:如图,把圆柱的侧面展开,得到矩形,这圈金属丝的周长最小为2AC的长度.由题意得:AB=3cm,BC=BC′=3cm,∴AC=cm,这圈金属丝的周长最小值为:2AC=cm.故答案为:B.例4. 【2019·北京101中学期末】如图,在△ABC中,AB=BC=4,S△ABC=P、Q、K分别为线段AB、BC、AC上任意一点,则PK+QK的最小值为______.【答案】【解析】解:命题:在直角三角形中,若一条直角边是斜边长的一半,则该直角边所对的角为30°(证明略);如图,过点A作AH⊥BC交CB的延长线于H,∵AB=CB=4,S△ABC=,∴AH=,∴∠HAB=30°,∠ABH=60°,∴∠ABC=120°,∵∠BAC=∠C=30°,作点P关于直线AC的对称点P′,过P′作P′Q⊥BC于Q交AC于K,则P′Q的长度=PK+QK的最小值,∴∠P′AK=∠BAC=30°,∴∠HAP′=90°,∴∠H=∠HAP′=∠P′QH=90°,∴四边形AP′QH是矩形,∴P′Q=AH=即PK+QK的最小值为,故答案为:【刻意练习】1. 【2019·抚顺市期中】如图,在矩形ABCD中,AD=3,CD=4,点P是AC上一个动点(点P与点A,C不重合),过点P分别作PE⊥BC于点E,PF∥BC交AB于点F,连接EF,则EF的最小值为.【答案】125.【解析】连接BP∵∠B=∠D=90°,AD=3,CD=4,∴AC=5,∵PE⊥BC于点E,PF∥BC,∠B=90°,∴四边形PEBF是矩形;∴EF=BP,由垂线段最短可得BP⊥AC时,线段EF的值最小,1 2BC•AB=12AC•CP,即12×4×3=12×5•CP,CP=125.故答案为:125.2. 【2019·鞍山市期末】如图,长方体的长为15,宽为10,高为20,点B离点C的距离为5,一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B,需要爬行的最短距离是()A.B.25C.+5D.35【答案】B.【解析】解:将长方体展开,连接A、B,根据两点之间线段最短,(1)如图,BD=10+5=15,AD=20,由勾股定理得:AB=25.(2)如图,BC=5,AC=20+10=30,由勾股定理得,AB=(3)如图:BD=CD+BC=20+5=25,AD=10,由勾股定理得:AB=由于25<故答案为:B.3. 【2019·临洮县期中】如图所示,在边长为2的菱形ABCD中,∠DAB=60°,点E为AB中点,点F 是AC上一动点,则EF+BF的最小值为.【解析】解:连接DB,DE,设DE交AC于M,连接MB,DF,∵四边形ABCD是菱形,∴AC,BD互相垂直平分,∴点B关于AC的对称点为D,∴FD=FB,∴FE+FB=FE+FD≥DE,所以当点F运动到点M时,取等号,△ABD是等边三角形,E为AB的中点,∴DE⊥AB,∴AE =12AD =1,DE∴EF +BF4. 【2019·成都市期末】如图,△ABC ,△ADE 均为等腰直角三角形,∠BAC =∠DAE =90°,将△ADE 绕点A 在平面内自由旋转,连接DC ,点M ,P ,N 分别为DE ,DC ,BC 的中点,若AD =3,AB =7,则线段MN 的取值范围是______.【答案】MN ≤≤【解析】解:∵点P ,M 分别是CD ,DE 的中点,∴PM =12CE ,PM ∥CE ,同理,PN =12BD ,PN ∥BD ,∵△ABC ,△ADE 均为等腰直角三角形,∴AB =AC ,AD =AE ,∠BAC =∠DAE =90°,∴∠BAD =∠CAE ,∴△ABD ≌△ACE (SAS ),∴BD =CE ,∴PM =PN ,∴△PMN 是等腰三角形,∵PM ∥CE ,PN ∥BD ,∴∠DPM =∠DCE ,∠PNC =∠DBC ,∵∠DPN =∠DCB +∠PNC =∠DCB +∠DBC ,∴∠MPN =∠DPM +∠DPN=∠DCE +∠DCB +∠DBC=∠BCE+∠DBC=∠ACB+∠ACE+∠DBC=∠ACB+∠ABD+∠DBC=∠ACB+∠ABC=90°,∴△PMN是等腰直角三角形,∴PM=PN=12 BD,∴MN=2BD,∴点D在线段AB上时,BD最小,最小值为4,MN的最小值点D在BA延长线上时,BD最大,最大值为10,MN的最大值为,故答案为:MN≤≤5. 【2019·武汉市期末】如图,在菱形ABCD中,E为AB中点,P是BD上一个动点,则下列线段的长度等于P A+PE最小值的是()A.BCB.CEC.DED.AC【答案】B.【解析】解:在菱形ABCD中,A与C关于直线BD对称,连接EC,与BD交于点P,此时P A+PE=CP+EP=CE值最小,故答案为:B.6. 【2019·固始县期末】如图所示,圆柱的高AB=3,底面直径BC=3,现在有一只蚂蚁想要从A处沿圆柱表面爬到对角C处捕食,则它爬行的最短距离是()A.3√1+πB.3√2D.3√1+π2C.3√4+π22【答案】C.【解析】解:(1)蚂蚁可以沿A-B-C的路线爬行,AB+BC=6,(2)把圆柱侧面展开,展开图如图所示,在Rt△ADC中,∠ADC=90°,CD=AB=3,AD=1.5π,AC=√AD2+CD2=3√4+π2<6,2故答案为:C.7. 【2019·黄石期中】如图,在平面直角坐标系中,已知正方形ABCO,A(0,3),点D为x轴上一动点,以AD为边在AD的右侧作等腰Rt△ADE,∠ADE=90°,连接OE,则OE的最小值为()B.√2C.2√2D.3√2A.2【答案】A.【解析】解:如图,作EH⊥x轴于H,连接CE,∵∠AOD=∠ADE=∠EHD=90°,∴∠ADO+∠EDH=90°,∠EDH+∠DEH=90°,∴∠ADO=∠DEH,∵AD=DE,∴△ADO≌△DEH(AAS),∴OA=DH=OC,OD=EH,∴OD=CH=EH,∴∠ECH=45°,过点O作OE′⊥CE,则△OCE′是等腰直角三角形,∵OC=3,∴OE′=由垂线段最短,知OE故答案为:A.8.【2019·广州市番禺区期末】如图一个圆柱,底圆周长10cm,高4cm,一只蚂蚁沿外壁爬行,要从A点爬到B点,则最少要爬行______cm.【解析】解:将圆柱展开,侧面为矩形,如图所示:∵底面圆的周长为10cm,∴AC=5cm,∵高BC=4cm,∴AB=√AC2+BC2=√41cm.故答案为:√41.9. 【2019·桑植县期末】如图1,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴交于点A,与y轴交于点B,与直线OC:y=x交于点C.(1)若直线AB解析式为y=-2x+12,①求点C的坐标;②求△OAC的面积.(2)如图2,作∠AOC的平分线ON,若AB⊥ON,垂足为E,△OAC的面积为6,且OA=4,P、Q分别为线段OA、OE上的动点,连接AQ与PQ,试探索AQ+PQ是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)①联立y=-2x+12,y=x,解得:x=y=4,即点C的坐标为(4,4);②在y=-2x+12中,当x=0时,y=12,当y=0时,-2x+12=0,x=6,∴点B(0,12),A(6,0),则△OAC的面积为:12×6×4=12;(2)∵ON平分∠AOC,AB⊥ON,∴ON是线段AC的垂直平分线,∴AQ=CQ,∴AQ+PQ=CQ+PQ,当C、Q、P共线,且CP⊥OA时,AQ+PQ取最小值,最小值为△OAC边OA上的高,∵△OAC的面积为6,OA=4,∴△OAC边OA上的高=2×6÷4=3.∴AQ+PQ存在最小值,最小值为3.10.【2019·泉州市期末】已知:AC是菱形ABCD的对角线,且AC=BC.(1)如图①,点P是△ABC的一个动点,将△ABP绕着点B旋转得到△CBE.①求证:△PBE是等边三角形;②若BC=5,CE=4,PC=3,求∠PCE的度数;(2)连结BD交AC于点O,点E在OD上且DE=3,AD=4,点G是△ADE内的一个动点如图②,连结AG,EG,DG,求AG+EG+DG的最小值.【答案】见解析.【解析】解:(1)①∵四边形ABCD是菱形∴AB=BC,∵AC=BC,∴AB=BC=AC,∴△ABC等边三角形,∴∠ABC=60°,由旋转知BP=BE,∠PBE=∠ABC=60°,∴△PBE是等边三角形;②由①知AB=BC=5,由旋转知△ABP≌△CBE,∴AP=CE=4,∠APB=∠BEC,∵AP2+PC2=42+32=25=AC2,∴△ACP是直角三角形,∴∠APC=90°,∴∠APB+∠BPC=270°,∵∠APB=∠CEB,∴∠CEB+∠BPC=270°,∴∠PBE+∠PCE=90°,∵∠PBE=∠ABC=60°,∴∠PCE=90°-60°=30°;(2)如图,将△ADG绕着点D顺时针旋转60°得到△A'DG',由旋转知△ADG≌△A'DG',∴A'D=AD=4,G'D=GD,A'G'=AG,∵∠G'DG=60°,G'D=GD,∴△G'DG是等边三角形,∴GG'=DG,∴AG+EG+DG=A'G'+EG+GG'∵当A'、G'、G、E四点共线时,A'G'+EG+G'G的值最小,即AG+EG+DG的值最小,∵∠A'DA=60°,∠ADE=12∠ADC=30°,∴∠A'DE=90°,∴AG+EG+DG=A'G'+EG+G'G=A'E=5,∴AG+EG+DG的最小值为5.11.【2019·宿迁市期末】如图,在边长为1个单位长度的小正方形组成的格点图中,点A、B、C都是格点.(1)点A坐标为______;点B坐标为______;点C坐标为______;(2)画出△ABC关于原点对称的△A1B1C1;(3)已知M(1,4),在x轴上找一点P,使|PM-PB|的值最大(写出过程,保留作图痕迹),并写出点P 的坐标______.【答案】(1)(-1,0);(-2,-2);(-4,-1);(2)见解析;(3)(-5,0).【解析】解:(1)由图象可知点A(-1,0),点B(-2,-2),点C(-4,-1);(2)如图所示:(3)作点B关于x轴的对称点F(-2,2),连接MF交x轴于P,点P就是所求的点,理由:在x轴上任意取一点P1,∵|P1M-P1B|=|P1M-P1F|≤FM,∴|PM-PB|的最大值为线段FM的长度,设直线FM解析式为:y=kx+b,把F、M两点坐标代入,得:k+b=1,-2k+b=2,解得:23103kb⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,即直线FM解析式为:y=210 33x+,当y=0时,x=-5,即点P坐标为(-5,0).故答案为:(-5,0).。
专题01 动点问题中的最值、最短路径问题动点问题是初中数学阶段的难点,它贯穿于整个初中数学,自数轴起始,至几何图形的存在性、几何图形的长度及面积的最值,函数的综合类题目,无不包含其中.其中尤以几何图形的长度及面积的最值、最短路径问题的求解最为繁琐且灵活多变,而其中又有一些技巧性很强的数学思想(转化思想),本专题以几个基本的知识点为经,以历年来中考真题为纬,由浅入深探讨此类题目的求解技巧及方法.一、基础知识点综述1. 两点之间,线段最短;2. 垂线段最短;3. 若A、B是平面直角坐标系内两定点,P是某直线上一动点,当P、A、B在一条直线上时,PA PB 最大,最大值为线段AB的长(如下图所示);(1)单动点模型作图方法:作已知点关于动点所在直线的对称点,连接成线段与动点所在直线的交点即为所求点的位置. 如下图所示,P是x轴上一动点,求P A+PB的最小值的作图.P 是∠AOB 内一点,M 、N 分别是边OA 、OB 上动点,求作△PMN 周长最小值.作图方法:作已知点P 关于动点所在直线OA 、OB 的对称点P ’、P ’’,连接P ’P ’’与动点所在直线的交点M 、N 即为所求.5. 二次函数的最大(小)值()2y a x h k =-+,当a >0时,y 有最小值k ;当a <0时,y 有最大值k .二、主要思想方法利用勾股定理、三角函数、相似性质等转化为以上基本图形解答. (详见精品例题解析) 三、精品例题解析例1. (2019·凉山州)如图,正方形ABCD 中,AB =12,AE =3,点P 在BC 上运动(不与B 、C 重合),过点P 作PQ ⊥EP ,交CD 于点Q ,则CQ 的最大值为例2. (2019·凉山州)如图,已知A 、B 两点的坐标分别为(8,0),(0,8). 点C 、F 分别是直线x =-5和x 轴上的动点,CF =10,点D 是线段CF 的中点,连接AD 交y 轴于点E ,当△ABE 面积取最小值时,tan ∠BAD =( )OA .817 B . 717 C . 49 D . 59例3. (2019·南充)如图,矩形硬纸片ABCD 的顶点A 在y 轴的正半轴及原点上滑动,顶点B 在x 轴的正半轴及原点上滑动,点E 为AB 的中点,AB =24,BC =5,给出结论:①点A 从点O 出发,到点B 运动至点O 为止,点E 经过的路径长为12π;①①OAB 的面积的最大值为144;①当OD 最大时,点D 的坐标为)2626125,262625(,其中正确的结论是 (填写序号).例4. (2019·天津)已知抛物线2y x bx c =-+(b 、c 为常数,b >0)经过点A (-1,0),点M (m ,0)是x 轴正半轴上的动点,若点Q (1,2Q b y +2QM +b 的值.例5. (2019·舟山)如图,一副含30°和45°角的三角板ABC 和EDF 拼合在个平面上,边AC 与EF 重合,12AC cm .当点E 从点A 出发沿AC 方向滑动时,点F 同时从点C 出发沿射线BC 方向滑动.当点E 从点A 滑动到点C 时,点D 运动的路径长为 cm ;连接BD ,则△ABD 的面积最大值为 2cm .例6. (2019·巴中)如图,在菱形ABCD 中,连接BD 、AC 交于点O ,过点O 作OH ⊥BC 于点H ,以O 为圆心,OH 为半径的半圆交AC 于点M .(1)求证:DC 是圆O 的切线;(2)若AC =4MC ,且AC =8,求图中阴影部分面积;(3)在(2)的前提下,P 是线段BD 上的一动点,当PD 为何值时,PH +PM 的值最小,并求出最小值.BD专题01 动点问题中的最值、最短路径问题(解析)例1. (2019·凉山州)如图,正方形ABCD中,AB=12,AE=3,点P在BC上运动(不与B、C重合),过点P作PQ⊥EP,交CD于点Q,则CQ的最大值为【答案】4.【解析】解:∵PQ⊥EP,∴∠EPQ=90°,即∠EPB+∠QPC=90°,∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=∠C=90°,∠EPB+∠BEP=90°,∴∠BEP=∠QPC,∴△BEP∽△CPQ,∴BE BP CP CQ=,∵AB=12,AE=3,∴BE=9,设CQ=y,BP=x,CP=12-x,(0<x<12)∴912xx y=-,即()()21216499x xy x-==--+,∴当x=6时,y有最大值为4,即CQ的最大值为4.【点睛】此题为“一线三直角模型”,解题方法为相似三角形性质求解,综合利用二次函数的性质求解最值问题.例2.(2019·自贡)如图,已知A、B两点的坐标分别为(8,0),(0,8). 点C、F分别是直线x=-5和x轴上的动点,CF=10,点D是线段CF的中点,连接AD交y轴于点E,当△ABE面积取最小值时,tan∠BAD =( )A . 817B . 717C . 49D . 59【答案】B .【解析】解:S △ABE =142BE OA BE ⨯⨯=, 当BE 取最小值时,△ABE 面积为最小值.设x =-5与x 轴交于点G ,连接DG ,因为D 为CF 中点,△CFG 为直角三角形,所以DG =152CD =, ∴D 点的运动轨迹为以G 为圆心,以5半径的圆上,如图所示由图可知:当AD 与圆G 相切时,BE 的长度最小,如下图,过点E 作EH ⊥AB 于H ,∵OG =5,OA =8,DG =5,在Rt △ADG 中,由勾股定理得:AD =12,△AOE ∽△ADG , ∴AO AD OE DG=, 求得:OE =103, 由OB =OA =8,得:BE =143,∠B =45°,AB=∴EH =BH=23BE =,AH =AB -BH=3, ∴tan ∠BAD=717EH AH ==, 故答案为B .【点睛】此题解题的关键是找到△ABE 面积最小时即是AD 与D 的远动轨迹圆相切的时刻. 进而构造以∠BAD 为内角的直角三角形,利用勾股定理求出边长,代入三角函数定义求解.例3. (2019·南充)如图,矩形硬纸片ABCD 的顶点A 在y 轴的正半轴及原点上滑动,顶点B 在x 轴的正半轴及原点上滑动,点E 为AB 的中点,AB =24,BC =5,给出结论:①点A 从点O 出发,到点B 运动至点O 为止,点E 经过的路径长为12π;①①OAB 的面积的最大值为144;①当OD 最大时,点D 的坐标为)2626125,262625(,其中正确的结论是 (填写序号).【答案】①①.【解析】解:根据题意可知:OE =12AB =12, 即E 的轨迹为以O 为圆心以12为半径的四分之一圆(第一象限的部分), 根据弧长公式,得点E 的路径长为:9012180π⨯⨯=6π,故①错误; 因为AB =24,当斜边AB 上的高取最大值时,①OAB 的面积取最大值,点O 在以AB 为直径的圆上(圆心为E ),当OE ⊥AB 时,斜边AB 上的高最大,所以①OAB 的面积取最大值为:124122⨯⨯=144,故②正确; 连接OE 、DE ,得:OD ≤OE +DE ,当O 、E 、D 三点共线时取等号,即OD 的最大值为25,如图,过点D 作DF ⊥y 轴于F ,过点E 作EG ⊥y 轴于G ,25DF OD 即:1225EG DF =, 512AF AD EG AE ==, 即:51125AF EG DF ==, 设DF =x ,在Rt △ADF 中,由勾股定理得:221255x x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,解得:x 在Rt △ODF 中,由勾股定理得:OF =26,即点D 的坐标为)2626125,262625(,故③正确. 综上所述,答案为:②③.例4. (2019·天津)已知抛物线2y x bx c =-+(b 、c 为常数,b >0)经过点A (-1,0),点M (m ,0)是x 轴正半轴上的动点.若点Q (1,2Q b y +2QM +时,求b 的值. 【答案】见解析. 【解析】解:∵2y x bx c =-+经过点A (-1,0),∴1+b +c =0,即21y x bx b =--- ∵点Q (1,2Q b y +)在抛物线2y x bx c =-+上, ∴324Q b y =--, 即13,224b Q b ⎛⎫+-- ⎪⎝⎭, ∵b >0,∴Q 点在第四象限,222QM AM QM ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭所以只要构造出2AM QM ⎛⎫+ ⎪⎝⎭2QM +的最小值取N (1,0),连接AN ,过M 作MG ⊥AN 于G ,连接QM ,如图所示,△AGM 为等腰直角三角形,GM AM ,即当G 、M 、Q 三点共线时,GM +MQ 2QM +取最小值,此时△MQH为等腰直角三角形,∴QM324b⎫+⎪⎭,GM=2AM=)12m+()322=2122244bQM AM QM m⎛⎫⎤⎫+=++++=⎪⎥⎪⎭⎝⎭⎣⎦①∵QH=MH,∴324b+=12b m+-,解得:m=124b-②联立①②得:m=74,b=4.2QM+的最小值为4时,b=4.2QM+转化为2AM QM⎫+⎪⎝⎭,进而根据两点之间线段最短及等腰三角形性质求解.例5. (2019·舟山)如图,一副含30°和45°角的三角板ABC和EDF拼合在个平面上,边AC与EF 重合,12AC cm=.当点E从点A出发沿AC方向滑动时,点F同时从点C出发沿射线BC方向滑动.当点E从点A滑动到点C时,点D运动的路径长为cm;连接BD,则△ABD的面积最大值为2cm.【答案】-【解析】解:如图1所示,当E运动至E’,F滑动到F’时,D'图1过D ’作D ’G ⊥AC 于G ,D ’H ⊥BC 交BC 延长线于点H ,可得∠E ’D ’G =∠F ’D ’H ,D ’E ’=D ’F ’,∴Rt △E ’D ’G ≌Rt △F ’D ’H ,∴D ’G =G ’H ,∴D ’在∠ACH 的角平分线上,即C ,D ,D ’三点共线.通过分析可知,当D ’E ’⊥AC 时,DD ’的长度最大,随后返回初始D 点,如图2所示,D 点的运动路径为D →D ’→D ,行走路线长度为2DD ’;图2∵∠BAC =30°,AC =12,DE =CD∴BC=CD =DE=由图知:四边形E ’CF ’D ’为正方形,CD ’=EF =12,∴DD ’=CD ’-CD =12-,D 点运动路程为2DD ’=24-图3如图3所示,当点D 运动至D ’时,△ABD ’的面积最大,最大面积为:'''''''ABC AE D BD F E CF D S S S S ++-△△△正方形=(((211112222⨯+⨯--⨯⨯ BD'BD'=【点睛】准确利用全等、角平分线判定得到D 点的运动轨迹是关键,利用三角函数及勾股定理求解,计算较为繁琐,尤其是利用割补法求解三角形的面积时对学生计算能力要求较高,此题难度较大,新颖不失难度.例6. (2019·巴中)如图,在菱形ABCD 中,连接BD 、AC 交于点O ,过点O 作OH ⊥BC 于点H ,以O 为圆心,OH 为半径的半圆交AC 于点M .(1)求证:DC 是圆O 的切线;(2)若AC =4MC ,且AC =8,求图中阴影部分面积;(3)在(2)的前提下,P 是线段BD 上的一动点,当PD 为何值时,PH +PM 的值最小,并求出最小值.【答案】见解析.【解析】(1)证明:过点O 作ON ⊥CD 于N , AC 是菱形ABCD 的对角线,∴AC 平分∠BCD ,∵OH ⊥BC ,ON ⊥CD ,∴OH =ON ,又OH 为圆O 的半径,∴ON 为圆O 的半径,即CD 是圆O 的切线.BD(2)由题意知:OC =2MC =4,MC =OM =2,即OH =2,在Rt △OHC 中,OC =2OH ,可得:∠OCH =30°,∠COH =60°,由勾股定理得:CH==23OCH OMHS S S π-=△阴影扇形(3)作点M 关于直线BD 的对称点M ’,连接M ’H 交BD 于点P , 可知:PM =PM ’即PH +PM =PH +PM ’=HM ’,由两点之间线段最短,知此时PH +PM 最小, ∵OM ’=OM =OH ,∠MOH =60°,∴∠MM ’H =30°=∠HCM ,∴HM ’=HC=即PH +PM的最小值为在Rt △M ’PO 及Rt △COD 中,OP =OM ’ tan 30°=3,OD =OC tan 30°=3, 即PD =OP +OD=BD。