几何图形中的最值问题

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几何图形中的最值问题引言:最值问题可以分为最大值和最小值。

在初中包含三个方面的问题:1.函数:①二次函数有最大值和最小值；②一次函数中有取值范围时有最大值和最小值。

2.不等式: ①如x ≤7，最大值是7；②如x ≥5，最小值是5.3.几何图形： ①两点之间线段线段最短。

②直线外一点向直线上任一点连线中垂线段最短，③在三角形中，两边之和大于第三边，两边之差小于第三边。

一、最小值问题例1. 如图4，已知正方形的边长是8，M 在DC 上，且DM=2，N 为线段AC 上的一动点，求DN+MN 的最小值。

解: 作点D 关于AC 的对称点D /，则点D /与点B 重合，连BM,交AC 于N ，连DN ，则DN+MN 最短,且DN+MN=BM 。

∵CD=BC=8,DM=2, ∴MC=6, 在Rt △BCM 中,BM=6822 =10,∴DN+MN 的最小值是10。

例2，已知，MN 是⊙O 直径上，MN=2,点A 在⊙O 上，∠AMN=300,B 是弧AN 的中点，P 是MN 上的一动点，则PA+PB 的最小值是解:作A 点关于MN 的对称点A /,连A /B,交MN 于P ，则PA+PB 最短。

连OB ，OA /,∵∠AMN=300,B 是弧AN 的中点， ∴∠BOA /=300, 根据对称性可知 ∴∠NOA /=600, ∴∠MOA /=900, 在Rt △A /BO 中，OA /=OB=1, ∴A /B=2 即PA+PB=2图4CDMNMMNB例3. 如图6，已知两点D(1,-3),E(-1,-4),试在直线y=x 上确定一点P ，使点P 到D 、E 两点的距离之和最小，并求出最小值。

解:作点E 关于直线y=x 的对称点M ，连MD 交直线y=x 于P ，连PE ，则PE+PD 最短；即PE+PD=MD 。

∵E(-1,-4), ∴M(-4,-1),过M 作MN ∥x 轴的直线交过D 作DN ∥y 轴的直线于N ，则MN ⊥ND, 又∵D(1,-3),则N(1,-1),在Rt △MND 中,MN=5,ND=2, ∴MD=2522+=29。

∴最小值是29。

练习1.（2012山东青岛3分）如图，圆柱形玻璃杯高为12cm 、底面周长为18cm ，在杯内离杯底4cm 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 ．【答案】15。

【解】如图，圆柱形玻璃杯展开（沿点A 竖直剖开）后侧面是一个长18宽12的矩形，作点A 关于杯上沿MN 的对称点B ，连接BC 交MN 于点P ，连接BM ，过点C 作AB 的垂线交剖开线MA 于点D 。

由轴对称的性质和三角形三边关系知 AP ＋PC 为蚂蚁到达蜂蜜的最短距离，且AP=BP 。

由已知和矩形的性质，得DC=9，BD=12。

在Rt △BCD中，由勾股定理得BC 15。

∴AP ＋PC=BP ＋PC=BC=15，即蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为15cm 。

2.正方形ABCD 边长是4，∠DAC 的平分线交CD 与点E ，点P,Q 分别是AD,AE 上的动点（两动点不重合），则PQ+DQ 的最小值是3.（2009•陕西）如图，在锐角△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 的最小值是______．解:过B 作关于AD 的对称点B /,则B /在AC 上，且AB=AB /=4,MB=MB /,B /MN 最短，即为B /H 最短。

在Rt △AHB /中， ∠B /AH ＝45°，AB /=4，∴B /H=4,∴BM ＋MN 的最小值是4.4.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，解：∵四边形ABCD 是菱形，∴AD∥BC，∵∠A=120°，∴∠B=180°﹣∠A=180°﹣120°=60°，作点P 关于直线BD 的对称点P′，连接P/Q ，PC ，则P /Q 的长即为PK+QK 的最小值，由图可知，当点Q 与点C 重合，CP /⊥AB 时PK+QK 的值最小，在Rt△BC P /中，∵BC=AB=2，∠B=60°， ∴C P /=BC •sinB=2×=．HB /D NMC BAD NMCBA5. (2012兰州)如图，四边形ABCD中，∠BAD＝120°，∠B＝∠D＝90°，在BC、CD上分别找一点M、N，使△AMN周长最小时，则∠AMN＋∠ANM的度数为【】A．130° B．120° C．110° D．100°解：作A关于BC和ED的对称点A′，A″，连接A′A″，交BC于M，交CD于N，则A′A″即为△AMN的周长最小值．作DA延长线AH，∵∠EAB＝120°，∴∠HAA′＝60°，∴∠AA′M＋∠A″＝∠HAA′＝60°，∵∠MA′A＝∠MAA′，∠NAD＝∠A″，且∠MA′A＋∠MAA′＝∠AMN，∠NAD＋∠A″＝∠ANM，∴∠AMN＋∠ANM＝∠MA′A＋∠MAA′＋∠NAD＋∠A″＝2(∠AA′M＋∠A″)＝2×60°＝120°，故选：B．6. （2011•贵港）如图所示，在边长为2的正△ABC中，E、F、G分别为AB、AC、BC 的中点，点P为线段EF上一个动点，连接BP、GP，则△BPG的周长的最小值是解：要使△PBG的周长最小，而BG=1一定，只要使BP+PG最短即可，连接AG交EF于M，∵等边△ABC，E、F、G分别为AB、AC、BC的中点，∴AG⊥BC，EF∥BC，∴AG⊥EF，AM=MG，∴A、G关于EF对称，即当P和E重合时，此时BP+PG最小，即△PBG的周长最小，AP=PG，BP=BE，最小值是：PB+PG+BG=AE+BE+BG=AB+BG=2+1=3．故答案为：3．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，），∴AB=，OA=3，∠B=60°，由勾股定理得：OB=2，由三角形面积公式得：×OA×AB=×OB×AM，∴AM=，∴AD=2×=3，∵∠AMB=90°，∠B=60°，∴∠BAM=30°，∵∠BAO=90°，∴∠OAM=60°，∵DN⊥OA，∴∠NDA=30°，∴AN=AD=，由勾股定理得：DN=，∵C（，0），∴CN=3﹣﹣=1，在Rt△DNC中，由勾股定理得：DC==，即△PAC周长的最小值为52+，9.（2013•徐州模拟.仿真一）在平面直角坐标系中，矩形ABCD的顶点A,B,C的坐标分别是（0，0），（20，0）（20，10）。

在线段AC、AB上各有一动点M、N，则当BM+MN为最小值时，点M的坐标是（）解：如图，作点B关于AC的对称点B′，过点B′作B′N⊥OB于N，B′N交AC于M，则B′N=B′M+MN=BM+MN，B′N的长就是BM+MN的最小值．连接OB′，交DC于P．∵四边形ABCD是矩形，∴DC∥AB，∴∠BAC=∠PCA，∵点B关于AC的对称点是B′，∴∠PAC=∠BAC，∴∠PAC=∠PCA，∴PA=PC．令PA=x，则PC=x，PD=20-x．在Rt△ADP中，∵PA2=PD2+AD2，∴x2=（20-x）2+102，∴x=12.5．∵cos∠B′ON=cos∠OPD，∴ON：OB′=DP：OP，∴ON：20=7.5：12.5，∴ON=12．∵tan∠MON=tan∠OCD，∴MN：ON=OD：CD，∴MN：12=10：20，∴MN=6．14.如图，已知梯形ABCD 中，AD ∥BC,AD=DC=4,BC=8,N 中BC 上，CN=2,E 是BC 的中点，M 是AC 上的一个动点，则EM+MN 的最小值解：作N 点关于AC 的对称点N ’，连接N ’E 交AC 于M ∴∠DAC=∠ACB ，∠DAC=∠DCA ，∴∠ACB=∠DCA ， ∴点N 关于AC 对称点N ′在CD 上，CN=CN ′=2，又∵DC=4，∴EN ’为梯形的中位线， ∴EN ′=12（AD+BC ）=6， ∴EM+MN 最小值为：EN ′=6．二，最大值问题知识点:求PA PB -的最大值；①A,B 在直线l 的同侧.②A,B 在直线l 的两侧.1.两点A,B 在直线MN 外的同侧，点A 到MN 的距离AC=8，点B 到MN 的距离BD=5,CD=4，P 在直线MN 上运动，则PA PB -的最大值是。

P DClPlPP/PDCl0//P2014年几何图形中的最值问题谷瑞林第11 页共11 页。

几何图形中的极值问题课件

用于正方形
【例2】正方形ABCD的边长是8，P是CD上的一点，且PD的长为2
，M是其对角线AC上的一个动点，则DM＋MP的最小值是_1_0__．
【评析】本题考查了轴对称－最短路线问题和正方形的性质，根据两点之间线段最短，确定点M的位置是解题关键．
[对应训练] 2．在△ABC中，AC＝BC＝6，∠ACB＝90°， D是BC边的中点， E是AB上的一个动点，则EC＋ED的最小值是_3___5____.
[对应训练] 3．如图，点P是矩形ABCD对角线BD上的一个动点，AB＝6，AD＝8
，则PA＋PC的最小值为__1__0．
用于菱形
【例4】如图，在边长为6的菱形ABCD中，∠DAB＝60°，E为AB 的中点，F为AC上的一个动点，则EF＋BF的最小值是_3__3_．
【评析】此题主要考查菱形是轴对称图形的性质，容易出现错误的地方是对点F的运动状态不清楚，无法判断什么时候会使EF＋BF成为最小值．
[对应训练] 4．△ABC 中，有一点 P 在 AC 上移动．若 AB＝AC＝5，BC＝6，AP
＋BP＋CP 的最小值为__9__._8_．
用于特殊三角形
【例5】在△ABC中，∠BAC＝30°，在AC，AB边上各取一点M，N ，AB＝2，则BM＋MN的最小值是__3__．
点拨：过点B作关于AC的对称点B1 , 过点B1作B1N⊥AB于点N交AC于点M, 连接AB1，BM，
∴AO＝OB1＝2，∴在 Rt△AOB1 中，由勾股定理有，AB1＝2 2，
即 PA＋PB 的最小值为 2 2
【评析】本题考查的是圆周角定理及勾股定理，解答此题的关键是根据题意作出辅助线，构造出直角三角形，利用勾股定理求解．
Байду номын сангаас

中考压轴题突破：几何最值问题大全(将军饮马、造桥选址、胡不归、阿波罗尼斯圆等)

中考压轴题突破：几何最值问题大全（将军饮马、造桥选址、胡不归、阿波罗尼斯圆等）一、基本图形最值问题在几何图形中分两大类：①[定点到定点]：两点之间，线段最短；②[定点到定线]：点线之间，垂线段最短。

由此派生：③[定点到定点]：三角形两边之和大于第三边；④[定线到定线]：平行线之间，垂线段最短；⑤[定点到定圆]：点圆之间，点心线截距最短（长）；⑥[定线到定圆]：线圆之间，心垂线截距最短；⑦[定圆到定圆]：圆圆之间，连心线截距最短（长）。

举例证明：[定点到定圆]：点圆之间，点心线截距最短（长）。

已知⊙O半径为r，AO=d，P是⊙O上一点，求AP的最大值和最小值。

证明：由“两点之间，线段最短”得AP≤AO+PO，AO≤AP+PO，得d-r≤AP ≤d+r，AP最小时点P在B处，最大时点P在C处。

即过圆心和定点的直线截得的线段AB、AC分别最小、最大值。

(可用“三角形两边之和大于第三边”，其实质也是由“两点之间，线段最短”推得）。

上面几种是解决相关问题的基本图形，所有的几何最值问题都是转化成上述基本图形解决的。

二、考试中出现的问题都是在基本图形的基础上进行变式，如圆与线这些图形不是直接给出，而是以符合一定条件的动点的形式确定的；再如过定点的直线与动点所在路径不相交而需要进行变换的。

类型分三种情况：（1）直接包含基本图形；（2）动点路径待确定；（3）动线（定点）位置需变换。

（一）直接包含基本图形例1.在⊙O中，圆的半径为6，∠B=30°，AC是⊙O的切线，则CD的最小值是。

简析：由∠B=30°知弧AD一定，所以D是定点，C是直线AC上的动点，即为求定点D到定线AC的最短路径，求得当CD⊥AC时最短为3。

（二）动点路径待确定例2.，如图，在△ABC中，∠ACB=90°，AB=5，BC=3，P是AB边上的动点（不与点B重合），将△BCP沿CP所在的直线翻折，得到△B′CP，连接B′A，则B′A长度的最小值是。

几何最值问题解题技巧

几何最值问题解题技巧
几何最值问题是一个常见的数学问题，它涉及到在给定的几何形状中找到一个或多个点的最大或最小值。

解决这类问题需要一定的技巧和策略。

以下是一些解决几何最值问题的技巧：
1. 转化问题：将最值问题转化为几何问题，例如求点到直线的最短距离，可以转化为求点到直线的垂足。

2. 建立数学模型：根据问题的具体情况，建立适当的数学模型，例如利用勾股定理、三角函数等。

3. 寻找对称性：在几何图形中寻找对称性，例如利用轴对称、中心对称等性质，可以简化问题。

4. 利用基本不等式：利用基本不等式（如AM-GM不等式）可以求出某些量的最大或最小值。

5. 转化为一元函数：将问题转化为求一元函数的最大或最小值，然后利用导数等工具求解。

6. 构造辅助线：在几何图形中构造辅助线，可以改变问题的结构，从而更容易找到最值。

7. 尝试特殊情况：在某些情况下，尝试特殊情况（例如旋转、对称等）可以找到最值。

8. 逐步逼近：如果无法直接找到最值，可以尝试逐步逼近的方法，例如二分法等。

以上技巧并不是孤立的，有时候需要综合运用多种技巧来解决一个问题。

在解决几何最值问题时，需要灵活运用各种方法，不断尝试和调整，才能找到最合适的解决方案。