勾股定理与几何最值问题

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勾股定理与几何最值问题

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我思考,我进步
变式思考活跃思维
活动三：根据上述原理回答：在两条互相垂直的公路a、b旁有两个居民小区A、B，现要在这两条公路旁建立两奶站向两居民区供奶，应建在何处，使得两居民小区A、B与这两个奶站所围成的四边形的周长最小？
公路b
公路a
C●
D●
＊B
＊A
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我思考,我进步
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立体图形中的最值
问题1 蚂蚁怎样走最近
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立体图形中的最值
问题1
B
B
10
A
10
A
10
10
C
小结：把正方体表面展开，就把立体图形中的问题转化为平面问题解决。
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拓展1：正方体长方体
把问题1中的正方体变为长方体，长方体的长为4cm,宽为2cm，高为 1cm的长方体，蚂蚁从A到B沿着表面需要爬行的最短路程又是多少呢？
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数学家的智慧：
追问：“如果其他的条件都没有变化，只是水壶中已经有了足够的水，那么你又应该怎样去做？”
物理学家的答案：“点燃煤气，再把水壶放上去。”
数学家的答案：“只须把水壶中的水倒掉，问题就转化为前面所说的问题了”。
这就是匈牙利著名数学家罗莎·彼得在他的名著
《无穷的玩艺》中，通过一个生动有趣的笑话，来
说明数学家是如何用化归的思想方法解题的。
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所谓化归思想，就是将一个较为复杂的问题Ａ通过转化变形，使其归结为另一个较为简单的问题Ｂ，从而使问题Ａ得到解决．
常用的化归方法有：立体问题转化为平面问题；折线问题转化为直线问题；多元问题转化为一元问题，高次问题转化为低次问题…

三角形中最值问题常用解题技巧

三角形中最值问题常用解题技巧三角形是几何中非常常见的一种平面图形，它由三条相交的直线组成。

由于三角形的性质非常特殊，因此它也被广泛应用于各种领域，比如工程学、地理学、天文学等。

在学习三角形的时候，我们经常会遇到最值问题，比如：在一个三角形中，如何求出它的最大面积？或者是最小角度？这些最值问题是几何中常见的一类题目，解决它们需要我们掌握一些特定的解题技巧。

下面，我们就来介绍一些常用的三角形中最值问题解题技巧。

第一个解题技巧是使用勾股定理。

勾股定理是三角形中最基本的定理之一，它告诉我们，在一个直角三角形中，斜边的平方等于它的两个直角边的平方和。

这个定理可以帮助我们求出直角三角形的斜边长度，也可以帮助我们求出非直角三角形的斜边长度。

第二个解题技巧是使用三角形面积公式。

三角形面积公式是求出三角形面积的常用方法之一，它告诉我们，三角形的面积等于底乘继续：三角形的高。

三角形的高是一条连接三角形的一个顶点和底边的直线，且这条直线与底边垂直。

因此，我们只要求出三角形的底和高，就可以使用这个公式来计算出它的面积。

第三个解题技巧是使用余弦定理。

余弦定理是三角形中另一个非常重要的定理，它告诉我们，在一个三角形中，两边的乘积除以它们的夹角余弦值，等于第三边的长度的平方。

这个定理可以帮助我们求出三角形的某一边的长度，也可以帮助我们求出三角形的某一个角的度数。

第四个解题技巧是使用正弦定理。

正弦定理与余弦定理非常相似，它也是一个三角形中常用的定理。

正弦定理告诉我们，在一个三角形中，两边的乘积除以它们的夹角正弦值，等于第三边的长度的平方。

这个定理同样可以帮助我们求出三角形的某一边的长度，也可以帮助我们求出三角形的某一个角的度数。

总结起来，解决三角形中最值问题的常用技巧有：使用勾股定理、使用三角形面继续：使用正弦定理。

这些定理和公式都是三角形中非常常用的，如果你能熟练运用它们，就可以轻松解决许多三角形中最值问题。

举个例子，如果你想求出一个三角形的最大面积，你可以使用三角形面积公式，求出不同的高和底的组合，最后取最大值即可。

勾股定理最值问题

勾股定理最值问题1、在等腰三角形ABC中，底边BC=20，面积为120，BF=3FC。

点F在边BC上，EG是腰AC的垂直平分线。

点D在EG上运动，求△CDF周长的最小值。

2、在正方形ABCD中，E、F是边上两个动点，满足AF=DE。

连接CF交BD于G，连接BE交AG于H，连接DH。

若BD的长为5√2，则线段DH的长度的最小值是多少？3、在平面内，线段AB=5，P是直线AB上方的一动点，且满足△PAB的面积为15.求点P到点A、B两点距离之和PA+PB的最小值。

4、在正方形ABCD中，边长为4，点E是边AB的中点，点P是对角线BD上的动点。

求AP+PE的最小值。

5、在正方形ABCD中，边长为4，点E在AB上且BE=1，F为对角线上一动点。

求△BFE周长的最小值。

6、在△ABC中，AB=2，∠ABC=60°，∠ACB=45°，D 是BC的中点，直线l经过点D，XXX，XXX⊥l，垂足分别为E、F。

求AE+BF的最大值。

7、在图中，设∠MON=20°，OA=4√3，OD=8√3，点C 为AM上任意一点，点B是OD上任意一点。

点A为OM上一点，点D为ON上一点。

求XXX的最小值。

8、在△ABC中，∠A=90°，∠B=60°，AB=2.D是BC边上的动点。

求2AD+DC的最小值。

9、在四边形ABCD中，DA⊥AB，CB⊥AB，AD=3，AB=5，BC=2.P是边AB上的动点。

求PC+PD的最小值。

10、在矩形ABCD中，BC=10，∠ABD=30°。

M、N分别是线段DB、AB上的两个动点。

求AM+MN的最小值。

11、在Rt△ABC中，∠ACB=90°，AC=6，BC=8.AD是∠BAC的平分线，P、Q分别是AD和AC上的动点。

求PC+PQ的最小值。

几何图形中的最值问题

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。

几何最值问题常用解法初二

几何最值问题常用解法初二几何最值问题是指在给定的几何条件下，求解出某个量的最大值或最小值。

这类问题在数学竞赛和应用问题中经常出现，对学生的综合能力和解题能力提出了要求。

下面将介绍几何最值问题常用的解法。

一、勾股定理求解最大值勾股定理是几何最值问题中应用最广泛的方法之一。

根据勾股定理，对于任意一个直角三角形，斜边的平方等于两直角边的平方和。

因此，当已知两条边的长度时，可以通过勾股定理求解另一条边的最大值或最小值。

例题1：在直角三角形ABC中，已知AB=3，BC=4，求AC的最大值。

解法：根据勾股定理，AC的平方等于AB的平方加BC的平方，即AC^2=3^2+4^2=9+16=25。

所以AC的最大值为5。

例题2：在直角三角形ABC中，已知AB=5，AC=13，求BC的最小值。

解法：根据勾股定理，BC的平方等于AC的平方减去AB的平方，即BC^2=13^2-5^2=169-25=144。

所以BC的最小值为12。

二、三角形面积法求解最大值三角形面积公式是几何最值问题中常用的方法之一。

根据三角形面积公式，三角形的面积等于底边乘以高的一半。

因此，当已知底边和高的一半时，可以通过三角形面积公式求解三角形面积的最大值或最小值。

例题3：已知一个三角形的底边长是6，高的一半是5，求这个三角形的最大面积。

解法：根据三角形面积公式，三角形的面积等于底边乘以高的一半，即面积=6*5=30。

所以这个三角形的最大面积是30。

例题4：已知一个三角形的底边长是10，面积是24，求这个三角形的最小高。

解法：根据三角形面积公式，三角形的面积等于底边乘以高的一半，即24=10*高/2，解得高=4.8。

所以这个三角形的最小高是4.8。

三、相似三角形属性求解最大值相似三角形属性是几何最值问题中常用的方法之一。

相似三角形是指具有相同形状但大小不同的三角形。

相似三角形的边长之比等于对应边的比值，面积之比等于对应边长的平方的比值。

例题5：已知两个相似三角形的面积分别是16和25，求这两个相似三角形的边长之比。

第一章+勾股定理+——勾股定理与最值问题+讲义++20232—2024学年北师大版数学八年级上册

提升课：勾股定理最值问题两点之间，线段最短轴对称与最值问题点到直线，垂线段最短二、勾股定理与几何体展开最值问题1、长方体展开：在长方体ABCD-EFGH 中，已知c AE b BC a AB ===,,，若一只蚂蚁要从E 点出发到达C 点，蚂蚁爬行的最小路程是多少？b a BC AB ACc AE +=+==,22)(c b a CE ++=c a AB AE BE b HE +=+==,22)(b c a CE ++=c b AD AE DE a CD +=+==,22)(a c b CE ++=在三种展开情况下，CE 均存在一个最小值，但这3个值中，哪一个是其中最小的呢？对于22)(c b a CE ++=，ab c b a c b a CE 2)(222222+++=++= 对于22)(b c a CE ++=，ac c b a b c a CE 2)(222222+++=++= 对于22)(a c b CE ++=，bc c b a b c b CE 2)(222222+++=++=我们发现，2CE 展开式中均存在222c b a ++，因此我们只需要比较bc ac ab 2,2,2最小值即可，进一步化简只需要判断bc ac ab ,,的最小值即可，很显然，在c b a ，，中，较小的两条边的乘积是最小。

根据以上推理，我们可以快速完成下列问题：【例题1】在长方体ABCD-EFGH 中，已知5,4,3===AE BC AB ，若一只蚂蚁要从E 点出发到达C 点，蚂蚁爬行的最小路程是；根据之前分析，很明显1243=⨯最小，因此最小值715)43(22=++=CE 。

【练习1】在长方体ABCD-EFGH 中，已知2,3,12===AE BC AB ，若一只蚂蚁要从H 点出发到达B 点，蚂蚁爬行的最小路程是；2、圆柱展开：如图所示，圆柱的高是h ，半径是r ，用一根绳子从A 沿圆柱绕一周到达C ，求绳子长度的最小值。

2024年中考数学重难点《几何最值问题》题型及答案解析

重难点几何最值问题中考数学中《几何最值问题》部分主要考向分为五类：一、将军饮马类最值二、动点辅助圆类最值三、四点共圆类最值四、瓜豆原理类最值五、胡不归类最值几何最值问题虽然在中考数学中经常考察的是将军饮马类和辅助圆类，剩余几种虽然不经常考察，但是考到的时候难度都比较大，所以也需要理解并掌握不同类型的几何最值问题的处理办法，这样到考到的时候才能有捷径应对。

考向一：将军饮马类最值一动”“两定异侧普通一动”“两定同侧普通动”两定“一动”两定“两两动”“两定同侧两动”“两定异侧满分技巧将军饮马：。

1．（2023•绥化）如图，△ABC是边长为6的等边三角形，点E为高BD上的动点．连接CE，将CE绕点C 顺时针旋转60°得到CF．连接AF，EF，DF，则△CDF周长的最小值是3+3．【分析】分析已知，可证明△BCE≌△ACF，得∠CAF＝∠CBE＝30°，可知点F在△ABC外，使∠CAF ＝30°的射线AF上，根据将军饮马型，求得DF+CF的最小值便可求得本题结果．【解答】解：∵△ABC是等边三角形，∴AC＝BC＝6，∠ABC＝∠BCA＝60°，∵∠ECF＝60°，∴∠BCE＝60°﹣∠ECA＝∠ACF，∵CE＝CF，∴△BCE≌△ACF（SAS），∴∠CAF＝∠CBE，∵△ABC是等边三角形，BD是高，∴∠CBE＝∠ABC＝30°，CD＝AC＝3，过C点作CG⊥AF，交AF的延长线于点G，延长CG到H，使得GH＝CG，连接AH，DH，DH与AG 交于点I，连接CI，FH，则∠ACG＝60°，CG＝GH＝AC＝3，∴CH＝AC＝6，∴△ACH为等边三角形，∴DH＝CD•tan60°＝，AG垂直平分CH，∴CI＝HI，CF＝FH，∴CI+DI＝HI+DI＝DH＝3，CF+DF＝HF+DF≥DH，∴当F与I重合时，即D、F、H三点共线时，CF+DF的值最小为：CF+DF＝DH＝3，∴△CDF的周长的最小值为3+3．故答案为：3+3．2．（2023•德州）如图，在四边形ABCD中，∠A＝90°，AD∥BC，AB＝3，BC＝4，点E在AB上，且AE＝1．F，G为边AD上的两个动点，且FG＝1．当四边形CGFE的周长最小时，CG的长为．【分析】先确定FG和EC的长为确定的值，得到四边形CGFE的周长最小时，即为CG+EF最小时，平移CG到C'F，作点E关于AD对称点E'，连接E'C'交AD于点G'，得到CG+EF最小时，点G与G'重合，再利用平行线分线段成比例求出C'G'长即可．【解答】解：∵∠A＝90°，AD∥BC，∴∠B＝90°，∵AB＝3，BC＝4，AE＝1，∴BE＝AB﹣AE＝3﹣1＝2，在Rt△EBC中，由勾股定理，得EC＝＝＝，∵FG＝1，∴四边形CGFE的周长＝CG+FG+EF+EC＝CG+EF+1+，∴四边形CGFE的周长最小时，只要CG+EF最小即可．过点F作FC'∥GC交BC于点C'，延长BA到E'，使AE'＝AE＝1，连接E'F，E'C'，E'C'交AD于点G'，可得AD垂直平分E'E，∴E'F＝EF，∵AD∥BC，∴C'F＝CG，CC'＝FG＝1，∴CG+EF＝C'F+E'F≥E'C'，即CG+EF最小时，CG＝C'G'，∵E'B＝AB+AE'＝3+1＝4，BC'＝BC﹣CC'＝4﹣1＝3，由勾股定理，得E'C'＝＝＝5，∵AG'∥BC'，∴＝，即＝，解得C'G'＝，即四边形CGFE的周长最小时，CG的长为．故答案为：．考向二：动点辅助圆类最值满分技巧动点运动轨迹为辅助圆的三种类型：一．定义法——若一动点到定点的距离恒等于固定长，则该点的运动轨迹为以定点为圆心，定长为半径的圆（或圆弧）二.定边对直角模型原理：直径所对的圆周角是直角思路构造：若一条定边所对的“动角”始终为直角，则直角顶点运动轨迹是以该定边为直径的圆（或圆弧）三．定边对定角模型原理：在同圆或等圆中，同弧所对的圆周角相等思路构造：若一条定边所对的“动角”始终为定角，则该定角顶点运动轨迹是以该定角为圆周角，该定边为弦的圆（或圆弧）1．（2023•徐州）如图，在Rt△ABC中，∠C＝90°，CA＝CB＝3，点D在边BC上．将△ACD沿AD折叠，使点C落在点C′处，连接BC′，则BC′的最小值为．【分析】由折叠性质可知AC＝AC'＝3，然后根据三角形的三边不等关系可进行求解．【解答】解：∵∠C＝90°，CA＝CB＝3，∴，由折叠的性质可知AC＝AC'＝3，∵BC'≥AB﹣AC'，∴当A、C′、B三点在同一条直线时，BC'取最小值，最小值即为，故答案为．2．（2023•黑龙江）如图，在Rt△ACB中，∠BAC＝30°，CB＝2，点E是斜边AB的中点，把Rt△ABC绕点A顺时针旋转，得Rt△AFD，点C，点B旋转后的对应点分别是点D，点F，连接CF，EF，CE，在旋转的过程中，△CEF面积的最大值是4+．【分析】线段CE为定值，点F到CE距离最大时，△CEF的面积最大，画出图形，即可求出答案．【解答】解：∵线段CE为定值，∴点F到CE的距离最大时，△CEF的面积有最大值．在Rt△ACB中，∠BAC＝30°，E是AB的中点，∴AB＝2BC＝4，CE＝AE＝AB＝2，AC＝AB•cos30°＝2，∴∠ECA＝∠BAC＝30°，过点A作AG⊥CE交CE的延长线于点G，∴AG＝AC＝，∵点F在以A为圆心，AB长为半径的圆上，∴AF＝AB＝4，∴点F到CE的距离最大值为4+，∴，故答案为：．3．（2023•大庆模拟）如图，AB是⊙O的直径，AB＝4，C为的三等分点（更靠近A点），点P是⊙O上个动点，取弦AP的中点D，则线段CD的最大值为（）A．2B．C．D．【分析】如图，连接OD，OC，首先证明点D的运动轨迹为以AO为直径的⊙K，连接CK，当点D在CK的延长线上时，CD的值最大，利用勾股定理求出CK即可解决问题．【解答】解：如图，连接OD，OC，∵AD＝DP，∴OD⊥P A，∴∠ADO＝90°，∴点D的运动轨迹为以AO为直径的⊙K，连接CK，AC，当点D在CK的延长线上时，CD的值最大，∵C为的三等分点，∴∠AOC＝60°，∴△AOC是等边三角形，∴CK⊥OA，在Rt△OCK中，∵∠COA＝60°，OC＝2，OK＝1，∴CK＝＝，∵DK＝OA＝1，∴CD＝+1，∴CD的最大值为+1，故选：D．考向三：四点共圆类最值满分技巧对角互补的四边形必有四点共圆，即辅助圆产生模型原理：圆内接四边形对角互补∴FD＝，在四边形ACBF中，∠ACB＝∠AFB＝90°，∴A、C、B、F四点共圆，∴∠ACF＝∠ABF＝45°，∠CAB＝∠CFB，∵∠PCD＝45°∴∠ACP＝∠FCD，又∵△ABE∽△FBD，∴∠BAE＝∠BFD，∴∠CAP＝∠CFD，∴△CAP∽△CFD，∴，在四边形ACBF中，由对角互补模型得AC+CB＝，∴CF＝∴，∴AP＝1，∴PE＝2，故答案为：2考向四：瓜豆原理类最值满分技巧瓜豆原理的特征和结论：∴AB＝CD＝6，∠B＝∠BCD＝90°，∵∠BET＝∠FEG＝45°，∴∠BEF＝∠TEG，∵EB＝ET，EF＝EG，∴△EBF≌△ETG（SAS），∴∠B＝∠ETG＝90°，∴点G在射线TG上运动，∴当CG⊥TG时，CG的值最小，∵BC＝，BE＝，CD＝6，∴CE＝CD＝6，∴∠CED＝∠BET＝45°，∴∠TEJ＝90°＝∠ETG＝∠JGT＝90°，∴四边形ETGJ是矩形，∴DE∥GT，GJ＝TE＝BE＝，∴CJ⊥DE，∴JE＝JD，∴CJ＝DE＝3，∴CG＝CJ+GJ＝+3，∴CG的最小值为+3，故答案为：+3．2．（2023•宿城区二模）如图，矩形ABCD中，AD＝6，DC＝8，点E为对角线AC上一动点，BE⊥BF，，BG⊥EF于点G，连接CG，当CG最小时，CE的长为．【分析】过点B作BP⊥AC于点P，连接PG，则可得△ABE∽△PBG，进而可知∠BPG为定值，因此CG⊥PG时，CG最小，通过设元利用三角函数和相似比可表示出PG、CP，即可求出结果．【解答】解：如图，过点B作BP⊥AC于点P，连接PG，∵，∠ABC＝∠EBF，∴△ABC∽△EBF，∴∠CAB＝∠FEB，∵∠APB＝∠EGB＝90°，∴△ABP∽△EBG，∴＝，∠ABP＝∠EBG，∴∠ABE＝∠PBG，∴△ABE∽△PBG，∴∠BPG＝∠BAE，即在点E的运动过程中，∠BPG的大小不变且等于∠BAC，∴当CG⊥PG时，CG最小，设此时AE＝x，∵，∴PG＝，∵CG⊥PG，∴∠PCG＝∠BPG＝∠BAC，∴，代入PG＝，解得CP＝x，∵CP＝BC•sin∠CBP＝BC•sin∠BAC＝，∴x＝，∴AE＝∴CE＝，故答案为：．考向五：胡不归类最值满分技巧胡不归模型解决步骤：模型具体化：如图，已知两定点A、B，在定直线BC上找一点P，使从B走道P，再从P走到A的总时间最小解决步骤：由系数k·PB确定分割线为PBPA在分割线一侧，在分割线PB另一侧依定点B构α角，使sinα=k，α角另一边为BD过点P作PQ⊥BD，转化kPB=PQ过定点A作AH⊥BD，转化（PA+k·PB）min=AH，再依“勾股法”求AH的长即可。

勾股定理求最值

专题三利用勾股定理解决最值问题类型1平面上的最短路径问题（将军饮马问题）例1．如图，牧童在A处放牛，其家在B处，A，B到河岸的距离分别为AC＝400米，BD＝200米，CD＝800米，牧童从A处把牛牵到河边饮水后回家，则在何处饮水能使所走的总路程最短，最短的路程是1000 米．类型2几何体中的最短路径问题（两点间线段最短）几何体中最短路径基本模型如下：展开――→类型一化曲为直求最值1.我国古代有这样一道数学问题：“枯木一根直立地上，高二丈，周三尺，有葛藤自根缠绕而上，五周而达其顶，问葛藤之长几何？”题意是：如图所示，把枯木看作一个圆柱体，因一丈是十尺，则该圆柱的高为20尺，底面周长为3尺，有葛藤自点A处缠绕而上，绕五周后其末端恰好到达点B处，则问题中葛藤的最短长度是25尺．2.葛藤是一种多年生草本植物，为获得更多的雨露和阳光，其茎蔓常绕着附近的树干沿最短路线盘旋而上．如果把树干看成圆柱，它的底面周长是50cm，当一段葛藤绕树干盘旋2圈升高为2.4m时，这段葛藤的长是 2.6m.3.如图，一圆柱高BC为20cm，底面周长是10cm，一只蚂蚁从点A爬到点P处吃食，已知PC=35BC，则最短路线长为13cm.4.如图，有一圆柱形透明玻璃容器，高15cm，底面周长为24cm，在容器内壁距，上边沿4cm的A处，停着一只小飞虫，一只蜘蛛从容器底部外向。

上爬了3cm到达B处时(B处与A处恰好相对)，发现了小飞虫，则蜘蛛怎样爬去吃小飞虫最近？它至少需要爬行的距离是20cm.(容器厚度忽略不计)5.如图，有一个圆柱形的油桶，它的高是80cm，底面直径是50cm。

在圆柱下底面点A处有一只蚂蚁，它想吃到上底面与A点在同侧的B点处的食物，但由于A、B两点间有障碍，不能直接到达，蚂蚁只能沿桶壁爬行，经过CD上一点，再爬向B点，则蚂蚁需要爬行的最短路程是170cm (r取整数3).6.葛藤是一种刁钻的植物，它自己腰杆不硬为了争夺雨露阳光，常常绕着树干盘旋而上，它还有一手绝招，就是它绕树盘上升的路线，总是沿着最短路线盘旋前进的。

勾股定理最值问题

勾股定理最值问题1、如图，等腰△ABC的底边BC＝20，面积为120，点F在边BC上，且BF＝3FC，EG 是腰AC的垂直平分线，若点D在EG上运动，则△CDF周长最小值为。

2、如图，E、F是正方形ABCD的边上两个动点，满足AF＝DE，连接CF交BD 于G，连接BE交AG于点H，连接DH，若BD的长为5√2，则线段DH长度的最小值是。

3、如图所示，线段AB＝5，P是平面内直线AB上方一动点，且满足S△PAB＝15，则点P 到点A、B两点距离之和PA+PB的最小值是。

4、如图，已知正方形ABCD的边长为4，点E是边AB的中点，点P是对角线BD上的动点，则AP+PE的最小值是。

5、如图，正方形ABCD的边长为4，点E在AB上且BE＝1，F为对角线上一动点，则△BFE周长的最小值是。

6、如图，在△ABC中，AB＝2，∠ABC＝60°，∠ACB＝45°，D是BC的中点，直线l经过点D，AE⊥l，BF⊥l，垂足分别为E、F，则AE+BF的最大值是。

7、如图，设∠MON＝20°，点A为OM上一点，OA＝4√3，点D为ON上一点，OD＝8√3，点C为AM上任意一点，点B是OD上任意一点，则AB+BC+CD的最小值是。

8、如图，在△ABC中，∠A＝90°，∠B＝60°，AB＝2，若D是BC边上的动点，则2AD+DC的最小值是。

9、如图，四边形ABCD中，DA⊥AB，CB⊥AB，AD＝3，AB＝5，BC＝2，P是边AB 上的动点，则PC+PD的最小值是。

10、如图，在矩形ABCD中，BC＝10，∠ABD＝30°，若点M、N分别是线段DB、AB上的两个动点，则AM+MN的最小值为。

11、如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，AD是∠BAC的平分线，若点P、Q分别是AD和AC上的动点，则PC+PQ的最小值是。

12、如图，在长方形纸片ABCD中，AD＝1+√3，CD＝√3，将长方形纸片折叠，使点B 落在AD上的点E处，折痕为AF，打开纸片，再沿DF折叠，使点C落在点G处，在折痕FD上有一动点H，连接GH，则2GH+DH的最小值是。

专题9勾股定理中的最值问题突破技巧(原卷版)

专题9 勾股定理中的最值问题突破技巧（原卷版）类型一求一条线段的最小值技巧1 利用垂线段最短求最值典例1（2022•路北区）在△ABC 中，AB ＝AC ＝5，BC ＝6，若点P 在边AC 上移动，则BP 的最小值是（）A ．5B ．6C ．4D ．4.8 变式训练1．（2022•安徽）已知点O 是边长为6的等边△ABC 的中心，点P 在△ABC 外，△ABC ，△P AB ，△PBC ，△PCA 的面积分别记为S 0，S 1，S 2，S 3．若S 1+S 2+S 3＝2S 0，则线段OP 长的最小值是（）A ．3√32B ．5√32C ．3√3D ．7√32技巧2 转化为其他线段，再根据垂线段最短典例2（2022•苍溪县模拟）如图，在△ABC 中，BC ＝6，AC ＝8，AB ＝10，点M 在AB 上运动，MP ⊥BC ，MN ⊥AC ，Q 为PN 的中点，则CQ 的最小值为（）A ．245B ．485C ．125D ．65 变式训练1．（2022春•思明区校级月考）如图，等腰三角形△ABC 中，∠BAC ＝120°，AB ＝3．（1）求BC 的长．（2）如图，点D 在CA 的延长线上，DE ⊥AB 于E ，DF ⊥BC 于F ，连EF ，求EF 的最小值．技巧3 利用二次函数的性质或配方法求最小值（数形结合）．典例3（2021秋•昌江区校级期末）如图，在Rt△ABC中，∠C＝90°，CA＝6，CB＝8，点P为此三角形内部（包含三角形的边）的一点且P到三角形三边的距离和为7，则CP的最小值为．变式训练1．（2022春•仓山区期末）在平面直角坐标系中，点A（a，a﹣1），点B（b+3，b），连接AB，则AB的最小值是（）A．1B．√2C．2D．3技巧4 一点与直角顶点相连时，再取斜边中点，三点共线时求的最小值（一箭穿心法）典例4（2021秋•宜兴市期末）如图，在△ABC中，∠ABC＝90°，BC＝4，AB＝8，P为AC边上的一个动点，D为PB上的一个动点，连接AD，当∠CBP＝∠BAD时，线段CD的最小值是（）A．√2B．2C．2√2−1D．4√2−4变式训练1．（2021秋•西城区期末）如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，D是△ABC内的一个动点，满足AC2﹣AD2＝CD2.若AB＝2√13，BC＝4，则BD长的最小值为．技巧5用定长减去最大值求最小值典例5（2022秋•乳山市期中）如图，将一根长20cm 的铅笔放入底面直径为9cm ，高为12cm 的圆柱形笔筒中，设铅笔露在笔筒外面的长度为xcm ，则x 的最小值是（）A ．5B ．7C ．12D ．13变式训练1．（2022春•绵阳期末）如图，在长方体ABCD ﹣EFGH 盒子中，已知AB ＝4cm ，BC ＝3cm ，CG ＝5cm ，长为10cm 的细直木棒IJ 恰好从小孔G 处插入，木棒的一端I 与底面ABCD 接触，当木棒的端点Ⅰ在长方形ABCD 内及边界运动时，GJ 长度的最小值为（）A ．（10﹣5√2）cmB ．3cmC ．（10﹣4√2）cmD ．5cm类型二求两条线段和的最小值技巧1 将军饮马模型用轴对称法求最值典例6（2022春•龙华区期末）如图，等腰△ABC 中，AB ＝AC ＝10，BC ＝12，点D 是底边BC 的中点，以A 、C 为圆心，大于12AC 的长度为半径分别画圆弧相交于两点E 、F ，若直线EF 上有一个动点P ，则线段PC +PD 的最小值为（）A ．6B ．8C ．10D ．12变式训练1．（2022春•开福区校级月考）如图，长方形ABCD中，AB＝8，BC＝10，在边CD上取一点E，将△ADE 折叠后点D恰好落在BC边上的点F处（1）求CE的长；（2）在（1）的条件下，BC边上是否存在一点P，使得P A+PE值最小？若存在，请求出最小值；若不存在，请说明理由．技巧2 构造全等，利用三角形两边之和大于第三边，在三点共线时，求出最小值典例7（2022春•上虞区期末）在Rt△ABC中，AC＝3，BC＝4，∠ACB＝90°，点P，Q分别是边AB和BC上的动点，始终保持AP＝BQ，连结AQ，CP，则AQ+CP的最小值为（）A．3√5B．√34C．3√3D．6变式训练1．（2022秋•武汉月考）如图，在△ABC中，∠ABC＝45°，AB=4√2，AC＝6，BC＞4，点E，F分别在BC，AC边上，且AF＝CE，则AE+BF的最小值为．技巧3 两个动点的时候，轴对称法与垂线段最短结合求最值典例8（2021秋•广阳区校级期末）如图，在△ABC中，BA＝BC，BH平分∠ABC，点P，D分别是BH和AB上的任意一点，设P A+PD＝m．（1）连接CD交BH于点E，则m CD（填表示相等或大小关系的符号）；（2）若BA＝BC＝5，AC＝6，BH＝4，则m的最小值是．类型三立体图形上求最短路径技巧1 化曲为直法求最小值典例9（2022春•吴江区期末）如图，透明的圆柱形容器（容器厚度忽略不计）的高为12cm，底面周长为10cm，在容器内壁离容器底部3cm的点B处有一饭粒，此时一只蚂蚁正好在容器外壁，且离容器上沿3cm的点A处，则该蚂蚁要吃到饭粒需爬行的最短路径长是（）A．13cm B．3√61cm C．√61cm D．2√61cm针对训练1．（2019春•东湖区校级期中）如图是一块长，宽，高分别是6cm，4cm和3cm的长方体木块，一只蚂蚁要从长方体木块的一个顶点A处，沿着长方体的表面到长方体上和A相对的顶点B处吃食物，那么它需要爬行的最短路径的长是（）A．（3+2√13）cm B．√97cm C．√85cm D．√109cm类型四求一条线段的最大值技巧1 构造有两边已知的三角形，用一边小于等于两边之和求最大值。

勾股定理中的最值问题

如图，将一根25㎝长的细木棒放入长、宽、高分别为8㎝、6㎝和10 3 ㎝的
长方体无盖盒子中，求细木棒露在盒外面的最短长度是多少？
如图所示的长方体是某种饮料的纸质包装盒插吸管，吸管长为13㎝，小孔到图中边AB距离为1㎝，到上盖中与AB相邻的两边距离相等，设插入吸管后露在盒外面的管长为h㎝，则h的最小值大约为_________㎝.（精确到个位，参考数据：
C
N
如图7，一个三级台阶，它的每一级的长宽和高分别为20、3、2，A和B是这个台阶两个相对的端点，A点有一只蚂蚁，想到B点去吃可口的食物，则蚂蚁沿着台阶面爬到B点最短路程是 .
如图，在高2米，坡角为30°的楼梯表面铺地毯，地毯的长至少需米．
如图，圆柱的底面周长为6cm,AC是底面圆的直径，高BC=6cm，点P是母线BC上一 2 点，且PC= 3 BC.一只蚂蚁从A点出发沿着圆柱体的表面爬行到点P的最短距离是多少？
勾股定理中的最值问题
1.如图，一根长24cm的筷子，置于底面直径为 5cm，高为12cm的圆柱形水杯中，该筷子露出杯面的长为hcm，则h的取值范围为 .
如图，AM⊥MN于M，BN⊥MN于N，点C是 MN上使AC+BC的值最小的点，若AM=3， BN=5，MN=15，则AC+BC= .
B A M
吸管 A 10 B
5
6

初二数学：勾股定理在圆柱、圆锥的最值问题,题型全面

初二数学：勾股定理在圆柱、圆锥的最值问题，题型全面一、圆柱中的最值问题首先需要大家知道的是圆柱的侧面展开图是一个长方形，其中长方形的宽相当于圆柱的高，长方形的长相当于圆柱的周长，接下来我们来看一下具体的题型有哪些？问题思路分析：首先我们把圆柱的侧面展开得到长方形，注意B点的位置应该在长方形中长的一半的位置上，最后根据勾股定理求得答案。

问题思路分析：按照上题中的方法找到A、B两点，再根据勾股定理求得答案，注意B点的位置是否找准确。

问题思路分析：按照上题中的方法找到F、C两点，再根据勾股定理求得答案，注意F、C点的位置是否找准确。

问题思路：本题不需要把圆柱的侧面展开，只需要知道当吸管竖直放时x最小，当吸管斜放最大角度时x最大。

问题思路：和上述分析方法一样，注意问题中b代表的是那一部分。

问题思路：把圆柱侧面展开图展开，找准点的位置，注意AB和BC的长度一样长，对学生来说，把A、B、C找准位置很难。

问题思路：和上图中的思路一样，只是很多学生上个题做的不是很好，所以老师又出了一个题，让学生练习一下。

问题思路：注意在展开图中长方形的长为四倍的圆柱底面的周长，最后根据勾股定理求得答案，很多同学在画展开图时出现了错误，所以理解很重要。

问题思路：按照上面讲的思路，老师又出了一个练习题，你能做对吗？问题思路：根据题意，画出展开图，最后根据勾股定理求得答案。

问题思路：对于本题很多同学都不会做，这个30度怎么处理，A、B这两个点具体的位置在哪里，其实在展开图只要有一个30度即可。

问题思路：首先很多同学在读题上有问题，必须先到达上面再到达B点，所以在展开图中并不是运用两点之间线段最短这个知识点解决问题，而是运用将军饮马问题解决问题。

二、在圆锥中的最值问题问题思路：需要同学们知道圆锥的展开图是扇形，在扇形中找到最短路径，求得最短路程。

三、在长方体中的最值问题在长方体的最值问题是立体图形中求最值问题最难的一类，因为长方体的每个面不同，所以展开图不同，结果有好几种。

八年级数学常考点第07讲勾股定理与几何最值问题突破技巧(学生版+解析版)

第07讲勾股定理与几何最值问题突破技巧（学生版）第一部分专题典例剖析及针对训练类型一立体图形表面的最短路线问题典例1：如图，正四棱柱的底面边长为1.5cm，侧棱长为4cm，求一只蚂蚁从正四棱柱底面上的点A沿着棱柱表面爬到C1处的最短路程的长。

典例2 在底面直径为2cm，高为3cm的圆柱体侧面上，用一条无弹性的丝带从A至C按如图所示的圈数缠绕，则丝带的最短长度为（π取3）针对训练1：1.如图所示，一只蚂蚁从实心长方体的顶点A出发，沿长方体的表面爬到对角顶点C 1处，问怎样走路线最短？最短路线长为多少？2．（2020秋•罗湖区校级期末）如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽、高分别为20dm、3dm、2dm，A和B是这个台阶上两个相对的端点，点A处有一只蚂蚁，想到点B处去吃可口的食物，则蚂蚁沿着台阶面爬行到点B的最短路程为dm．3．如图，长方体的底面边长分别为1cm和3cm，高为6cm．如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕一圈到达点B，那么所用细线最短需要cm；如果从点A开始经过4个侧面缠绕n圈到达点B，那么A1B1C1D1DA BC所用细线最短需要cm ．类型二将军“饮马问题”中的最短路线典例3 如图，一个牧童在小河的南4km的A处牧马，而他正位于他的小屋B的西8km北7km处，他想把他的马牵到小河边去饮水，然后回家.他要完成这件事情所走的最短路程是多少？类型三求一条线段的最小值典例4 （2020秋•遂宁期末）如图，OC平分∠AOB，点P是OC上一点，PM⊥OB于点M，点N是射线OA上的一个动点若OM＝4，OP＝5，则PN的最小值为（）A．2B．3C．4D．5针对训练34．（2020秋•仪征市期中）如图，在△ABC中，AB＝6，BC＝8，∠B＝90°，若P是AC上的一个动点，则AP+BP+CP的最小值是（）A．14.8B．15C．15.2D．16类型四利用配方法求最值典例5 （2021•南通）平面直角坐标系xOy中，已知点P（m，3n2﹣9），且实数m，n满足m﹣n2+4＝0，则点P到原点O的距离的最小值为．针对练习45．（2020秋•江都区期末）已知点P（3m，4﹣4m）为平面直角坐标系中一点，若O为原点，则线段PO 的最小值为（）AB小河东北牧童小屋A．2B．2.4C．2.5D．3第二部分专题培优训练1．（2021•柳南区校级模拟）如图，C是线段AB上一动点，△ACD，△CBE都是等边三角形，M，N分别是CD，BE的中点，若AB＝4，则线段MN的最小值为（）A．√32B．3√34C．√3D．3√322．（2021春•饶平县校级期中）如图，Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝3，AB＝5，D为AB边上一动点，连接CD，△ACD与△A′CD关于直线CD轴对称，连接BA′，则BA′的最小值为（）A．12B．1C．√2D．√33．（2014•枣庄）图①所示的正方体木块棱长为6cm，沿其相邻三个面的对角线（图中虚线）剪掉一角，得到如图②的几何体，一只蚂蚁沿着图②的几何体表面从顶点A爬行到顶点B的最短距离为（3√2+3√6）cm．4．（2021秋•青岛期末）如图，点M为线段AB上的一个动点，在AB同侧分别以AM和BM为边作等边△AMC 和等边△BMD，若AB＝12，则线段CD的最小值为．5．（2021秋•锦江区校级期末）如果一个直角三角形的两边长分别是3，4，那么这个直角三角形斜边上的高长最小值为．6．（2020秋•霸州市期末）如图，在△ABC中，BA＝BC，BH平分∠ABC，点P，D分别是BH和AB上的任意一点，设P A+PD＝m．（1）连接CD交BH于点E，则m CD（填表示相等或大小关系的符号）；（2）若BA＝BC＝5，AC＝6，BH＝4，则m的最小值是．7．（2021秋•大东区期中）如图，三角形ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，P为直线AB上一动点，连PC，则线段PC的最小值是．8．（2021•永嘉县校级模拟）如图，AB＝1，以AB为斜边作直角△ABC，以△ABC的各边为边分别向外作正方形，EM⊥KH于M，GN⊥KH于N，则图中阴影面积和的最大值为．9．（2021春•海淀区校级期末）A（0，a），B（3，5）是平面直角坐标系中的两点，线段AB长度的最小值为．10．如图所示，有一个圆柱，它的高等于12cm，底面半径等于3cm，在圆柱下底面的A点有一只蚂蚁，它想吃到上底面上与A点相对的B点处的食物，沿着圆柱侧面爬行的最短路程是多少？（π的值取3）11．（2021秋•吉安期中）如图，C为线段BD上一动点，分别过点B、D作AB⊥BD，ED⊥BD，连接AC、EC．已知AB＝3，DE＝2，BD＝12，设CD＝x．（1）用含x的代数式表示AC+CE的长．（2）请问点C满足什么条件时，AC+CE的值最小，并求出此时AC+CE的最小值．（3）根据（2）中的规律和结论，重新构图求出代数式√x2+1+√(8−x)2+25的最小值．12．（2021秋•长丰县期末）如图，在△ABC中，∠A＝90°，BD平分∠ABC交AC于点D，AB＝4，BC＝12，AD＝3，若点P在BC上运动．（1）求线段DP的最小值；（2）当DP最小时，求△CDP的面积．第07讲勾股定理与几何最值问题突破技巧（解析版）第一部分专题典例剖析及针对训练类型一立体图形表面的最短路线问题典例1：如图，正四棱柱的底面边长为1.5cm ，侧棱长为4cm ，求一只蚂蚁从正四棱柱底面上的点A 沿着棱柱表面爬到C 1处的最短路程的长。

初中数学勾股定理处理折叠4种模型及求最值3种方法

勾股定理处理折叠4种模型及求最值3种方法模型1 折叠构造直角三角形1．（2019•保定二模）如图，Rt△ABC中，AB＝9，BC＝6，∠B＝90°，将△ABC折叠，使点A与BC的中点D重合，折痕为MN，则线段BN的长为（）A．4B．3C．2D．5【分析】设BN＝x，则由折叠的性质可得DN＝AN＝9﹣x，根据中点的定义可得BD＝3，在Rt△BND中，根据勾股定理可得关于x的方程，解方程即可求解【解析】设BN＝x，由折叠的性质可得DN＝AN＝9﹣x∵D是BC的中点，∴BD＝3在Rt△NBD中，x2+32＝（9﹣x）2，解得x＝4．即BN＝4，选A模型2 折叠构造三垂直图形2．（2019秋•青岛期中）已知，如图，点E是长方形ABCD的边CD上一点，将△ADE沿着AE对折，点D 恰好折叠到边BC上的F点，若AD＝10，AB＝8，那么AE＝5√5．【分析】根据矩形的性质，折叠的性质，勾股定理即可得到结论【解析】∵四边形ABCD是矩形，∴BC＝AD＝10，CD＝AB＝8，∠B＝C＝∠D＝90°∵将△ADE沿着AE对折，点D恰好折叠到边BC上的F点∴AF＝AD＝10，∠AFE＝∠D＝90°，∴BF=√AF2−AB2=√102−82=6，∴CF＝4∵EF＝DE＝8﹣CE，∴（8﹣CE）2＝42+CE2，∴CE＝3，∴EF＝5∴AE=√AF2+EF2=√102+52=5√53．（2020春•西城区校级期中）如图，长方形ABCD中，AB＝8，BC＝10，在边CD上取一点E，将△ADE 折叠后点D恰好落在BC边上的点F处（1）求CE的长；（2）在（1）的条件下，BC边上是否存在一点P，使得P A+PE值最小？若存在，请求出最小值：若不存在，请说明理由．【分析】（1）先判断出AF＝AD＝8，进而利用勾股定理求出BF＝6，最后在Rt△ECF，利用勾股定理，即可得出结论（2）先作出点E关于BC的对称点E，进而求出DE'，再利用勾股定理即可得出结论【解析】（1）长方形ABCD中，AB＝8，BC＝10∴∠B＝∠BCD＝90°，CD＝AB＝8，AD＝BC＝10由折叠知，EF＝DE，AF＝AD＝8在Rt△ABF中，根据勾股定理得，BF=√AF2−AB2=6∴CF＝BC﹣BF＝4设CE＝x，则EF＝DE＝CD﹣CE＝8﹣x在Rt△ECF中，根据勾股定理得，CF2+CE2＝EF2∴16+x2＝（8﹣x）2，∴x＝3，∴CE＝3（2）如图，延长EC至E'使CE'＝CE＝3，连接AE'交BC于P此时，P A+PE最小，最小值为AE'∵CD＝8，∴DE'＝CD+CE'＝8+3＝11在Rt△ADE'中，根据勾股定理得，AE'=√AD2+DE′2=√221模型3 折叠构造全等三角形4．（2019春•思明区校级期中）如图，四边形OABC是矩形，点A的坐标为（8，0），点C的坐标为（0，4），把矩形OABC沿OB折叠，点C落在点D处，则点D的纵坐标为（）A．﹣2B．﹣2.4C．−2√2D．−2√3【分析】由折叠的性质和平行线的性质得出证出∠DBO＝∠BOA，证出BE＝OE，得到DE＝AE，过D作DF⊥OE于F，利用勾股定理及面积法求出DF的长即可．【解析】∵点A的坐标为（8，0），点C的坐标为（0，4），∴OA＝8，OC＝4由折叠得：∠CBO＝∠DBO，OD＝OC＝4，BD＝BC，∠ODB＝∠OCB∵四边形ABCO是矩形∴BC∥OA，OC＝AB＝4，∠OCB＝∠BAO＝90°，BC＝OA＝8∴∠CBO＝∠BOA，∠ODE＝90°，BD＝OA，∴∠DBO＝∠BOA∴BE＝OE，∴DE＝AE设AE＝x，则BE＝OE＝8﹣x在Rt△ABE中，根据勾股定理得：42+x2＝（8﹣x）2，解得：x＝3即OE＝5，DE＝AE＝3过D作DF⊥OA于F∵S△OED=12OD•DE=12OE•DF，∴DF=3×45=125=2.4∴点D的纵坐标为﹣2.4，选B5．（2019春•红河州期末）如图所示，有一块直角三角形纸片，∠C＝90°，AC＝8cm，BC＝6cm，将斜边AB翻折，使点B落在直角边AC的延长线上的点E处，折痕为AD，则BD的长为103．【分析】根据勾股定理可将斜边AB的长求出，根据折叠的性质知，AE＝AB，已知AC的长，可将CE的长求出，再根据勾股定理可求BD的长．【解析】在Rt△ABC中，AB=√AC2+BC2=10根据折叠的性质可知：AE＝AB＝10，DE＝BD∵AC＝8，∴CE＝AE﹣AC＝2在Rt△CDE中，DE2＝CD2+CE2，∴BD2＝（BC﹣BD）2+CE2，∴BD2＝（6﹣BD）2+4∴BD=10 36．（2017秋•成华区期末）如图，在长方形ABCD中，AB＝4，BC＝6，点E为BC的中点，将△ABE沿AE所在直线折叠，使点B落在矩形内点B′处，连接CB′，则CB′的长为185．【分析】连接BB′，根据三角形的面积公式求出BH，得到BB′，根据直角三角形的判定得到∠BB′C＝90°，根据勾股定理求出答案．【解析】连接BB′交AE于H∵BC＝6，点E为BC的中点，∴BE＝3又∵AB＝4，∴AE=√AB2+BE2=√42+32=5，∴BH=125，则BB′＝2BH=245∵B′E＝BE＝EC∴∠BB ′C ＝90°，根据勾股定理得，CB ′=√BC 2−BB′2=√62+(245)2=1857．（2020•张家港市期末）如图，在边长为6的正方形ABCD 中，E 是边CD 的中点，将△ADE 沿AE 对折至△AFE ，延长EF 交边BC 于点G ，连接AG （1）求证：△ABG ≌△AFG （2）求∠EAG 的度数（3）求BG 的长【分析】（1）利用翻折变换对应边关系得出AB ＝AF ，∠B ＝∠AFG ＝90°，利用HL 得△ABG ≌△AFG （2）由（1）可得∠F AG =12∠BAF ，由折叠的性质可得∠EAF =12∠DAF ，继而可得∠EAG =12∠BAD ＝45° （3）首先设BG ＝x ，则可得CG ＝6﹣x ，GE ＝EF +FG ＝x +3，然后利用勾股定理GE 2＝CG 2+CE 2，得方程：（x +3）2＝（6﹣x ）2+32，解此方程即可求得答案【解析】（1）证明；在正方形ABCD 中，AD ＝AB ＝BC ＝CD ，∠D ＝∠B ＝∠BCD ＝90° ∵将△ADE 沿AE 对折至△AFE∴AD ＝AF ，DE ＝EF ，∠D ＝∠AFE ＝90°，∴AB ＝AF ，∠B ＝∠AFG ＝90° 又∵AG ＝AG在Rt △ABG 和Rt △AFG 中，{AG =AGAB =AF ，∴△ABG ≌△AFG （HL ）（2）∵△ABG ≌△AFG ，∴∠BAG ＝∠F AG ，∴∠F AG =12∠BAF 由折叠的性质可得：∠EAF ＝∠∠DAE ，∴∠EAF =12∠DAF∴∠EAG ＝∠EAF +∠F AG =12（∠DAF +∠BAF ）=12∠DAB =12×90°＝45°（3）∵E是CD的中点，∴DE＝CE=12CD=12×6设BG＝x，则CG＝6﹣x，GE＝EF+FG＝x+3∵GE2＝CG2+CE2，∴（x+3）2＝（6﹣x）2+32，解得x＝2∴BG＝2模型4 折叠构造等腰三角形8．（2020•碑林区校级月考）如图，把长方形纸片ABCD沿EF折叠，使点B落在边AD上的点B′处，点A 落在点A′处（1）试说明：B′E＝BF（2）若AE＝3，AB＝4，求BF的长【分析】（1）由折叠可得BF＝B'F，∠B'FE＝∠EFB，由AD∥BC可得∠DEF＝∠EFB，则∠B'EF＝∠B'FE，即结论可得（2）由折叠可得AE＝A'E＝3，AB＝A'B'＝4，根据勾股定理可得B'E的长，即可起BF的长【解析】（1）∵折叠，∴∠B'FE＝∠EFB，BF＝B'F∵AD∥BC∴∠B'EF＝∠BFE，∴∠B'EF＝∠B'FE∴B'E＝B'F，∴BF＝B'E（2）∵折叠，∴AE＝A'E＝3，AB＝A'B'＝4，∠A＝∠A'＝90°∴根据勾股定理可得B'E＝5∵B'E＝BF，∴BF＝59．（2019•潮南区一模）如图，把长方形纸片ABCD沿EF折叠后，使得点D落在点H的位置上，点C恰好落在边AD上的点G处，连接EG．（1）△GEF是等腰三角形吗？请说明理由；（2）若CD＝4，GD＝8，求HF的长度．【分析】（1）依据平行线的性质以及折叠的性质，即可得到∠GFE＝∠GEF，进而得出△GEF是等腰三角形（2）设HF长为x，则GF长为（8﹣x），在Rt△FGH中，依据勾股定理可得x2+42＝（8﹣x）2，即可得到HF的长度【解析】（1）∵长方形纸片ABCD∴AD∥BC∴∠GFE＝∠FEC∵∠FEC＝∠GEF∴∠GFE＝∠GEF∴△GEF是等腰三角形（2）∵∠C＝∠H＝90°，HF＝DF，GD＝8设HF长为x，则GF长为（8﹣x）在Rt△FGH中，x2+42＝（8﹣x）2解得x＝3∴HF的长为3利用勾股定理求最值方法1化曲为直求最值1．（2020•历下区期中）葛藤是一种多年生草本植物，为获得更多的雨露和阳光，其茎蔓常绕着附近的树干沿最短路线盘旋而上．如果把树干看成圆柱体，它的底面周长是50cm，当一段葛藤绕树干盘旋2圈升高为2.4m时，这段葛藤的长是（）m．A．3B．2.6C．2.8D．2.5【分析】先把树干当作圆柱体从侧面展开，求出葛藤绕树干盘旋1圈时上升的高度，进而可得出结论．【解析】∵葛藤绕树干盘旋2圈升高为2.4m，∴葛藤绕树干盘旋1圈升高为1.2m，如图所示：AC=√AB2+BC2=1.3m，∴这段葛藤的长＝2×1.3＝2.6m，选B2．（2020•福田区校级期中）如图，一圆柱高BC为20cm，底面周长是10cm，一只蚂蚁从点A爬到点P处吃食，且PC=35BC，则最短路线长为（）A．20cm B．13cm C．14cm D．18cm【分析】根据题意画出图形，连接AP，则AP就是蚂蚁爬行的最短路线长，根据勾股定理求出AP即可【解析】如图展开，连接AP，则AP就是蚂蚁爬行的最短路线长则∠C＝90°，AC=12×10cm＝5cm∵BC＝20cm，PC=35BC，∴CP＝12cm由勾股定理得：AP=√AC2+CP2=√52+122=13（cm）即蚂蚁爬行的最短路线长是13cm，选B方法2化折为直求最值3．（2020•市北区期中）如图，长方体的长为15cm，宽为10cm，高为20cm，点B离点C5cm，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点B去吃一滴蜜糖，需要爬行的最短距离是（）cm．A．25B．20C．24D．10√5【分析】分三种情况：把左侧面展开到水平面上，连结AB，如图1；把右侧面展开到正面上，连结AB，如图2；把向上的面展开到正面上，连结AB，如图3，然后利用勾股定理分别计算各情况下AB，再进行比较．【解析】把左侧面展开到水平面上，连结AB，如图1，AB=√(10+20)2+52=√925=5√37（cm）把右侧面展开到正面上，连结AB，如图2，AB=√202+(10+5)2=25（cm）把向上的面展开到正面上，连结AB，如图3，AB=√102+(20+5)2=√725=5√29（cm）∵√925＞√725＞25所以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为25cm，选A4．（2020•开福区校级期末）如图是一个三级台阶，它的每一级的长、宽和高分别为5dm、3dm和1dm，A 和B是这个台阶两个相对的端点，A点有一只蚂蚁，想到B点去吃可口的食物．请你想一想，这只蚂蚁从A 点出发，沿着台阶面爬到B点的最短路程是13dm．【分析】此类题目只需要将其展开便可直观的得出解题思路．将台阶展开得到的是一个矩形，蚂蚁要从B 点到A点的最短距离，便是矩形的对角线，利用勾股定理即可解出答案【解析】将台阶展开，如图，因为AC＝3×3+1×3＝12，BC＝5所以AB2＝AC2+BC2＝169，所以AB＝13（dm），所以蚂蚁爬行的最短线路为13dm5．（2020•盐城期末）有一个如图示的长方体的透明玻璃鱼缸，假设其长AD＝80cm，高AB＝60cm，水深为AE＝40cm，在水面上紧贴内壁G处有一鱼饵，G在水面线EF上，且EG＝60cm；一小虫想从鱼缸外的A 点沿壁爬进鱼缸内G处吃鱼饵．（1）小动物应该走怎样的路线才使爬的路线最短呢？请你在图中画出它爬行的路线，并用箭头标注．（2）求小动物爬行的最短路线长？【分析】（1）做出A关于BC的对称点A′，连接A′G，与BC交于点Q，此时AQ+QG最短；（2）A′G为直角△A′EG的斜边，根据勾股定理求解即可【解析】（1）如图所示，AQ+QG为最短路程（2）∵在直角△AEG中，AE＝40cm，AA′＝120∴A′E＝80cm又EG＝60cm∴AQ+QG＝A′Q+QG＝A′G=√A′E2+EG2=100cm∴最短路线长为100cm方法3 利用对称求最值6．（2019秋•秦淮区期中）如图，在Rt △ABC 中，∠ACB ＝90°，AC ＝6，BC ＝8，AD 是∠BAC 的平分线．若P ，Q 分别是AD 和AC 上的动点，则PC +PQ 的最小值是（）A ．125B ．4C ．5D ．245【分析】过点D 作DE ⊥AB 于点E ，过点E 作EQ ⊥AC 于点Q ，EQ 交AD 于点P ，连接CP ，此时PC +PQ ＝EQ 取最小值，根据勾股定理可求出AB 的长度，再根据EQ ⊥AC 、∠ACB ＝90°即可得出EQ ∥BC ，进而可得出AE AB=AQ AC=EQ BC，代入数据即可得出EQ 的长度，此题得解【解析】过点D 作DE ⊥AB 于点E ，过点E 作EQ ⊥AC 于点Q ，EQ 交AD 于点P ，连接CP ，此时PC +PQ ＝EQ 取最小值，如图所示在Rt △ABC 中，∠ACB ＝90°，AC ＝6，BC ＝8 ∴AB =√AC 2+BC 2=10 ∵AD 是∠BAC 的平分线 ∴∠CAD ＝∠EAD在△ACD 和△AED 中，{∠CAD =∠EAD∠ACD =∠AED =90°AD =AD ，∴△ACD ≌△AED （AAS ），∴AE ＝AC ＝6∵EQ ⊥AC ，∠ACB ＝90° ∴EQ ∥BC ∴AE AB=AQ AC=EQ BC∴EQ =245 选D7．（2019春•渝中区校级期末）如图，△ABC 中，AC ＝BC ＝5，AB ＝6，CD ＝4，CD 为△ABC 的中线，点E 、点F 分别为线段CD 、CA 上的动点，连接AE 、EF ，则AE +EF 的最小值为245．【分析】过B 作BF ⊥AC 于F ，交CD 于E ，则BF 的长即为AE +EF 的最小值，根据等腰三角形的性质得到AD =12AB ＝3，根据三角形的面积公式列方程即可得到结论【解析】过B 作BF ⊥AC 于F ，交CD 于E则BF 的长即为AE +EF 的最小值 ∵AC ＝BC ＝5，CD 为△ABC 的中线 ∴AD =12AB ＝3∵S △ABC =12AB •CD =12AC •BF ∴BF =6×45=245 ∴AE +EF 的最小值为2458．（2020•清江浦区期中）如图，E为正方形ABCD边AB上一点，BE＝3，AE＝1，P为对角线BD上一个动点，则P A+PE的最小值是5．【分析】连接EC交BD于点P，此时P A+PE最小，在RT△EBC中求出EC即可解决问题【解析】连接EC交BD于点P，此时P A+PE最小理由：∵四边形ABCD是正方形∴A、C关于直线BD对称∴P A+PE＝PC+PE＝EC∴此时P A+PE最小（两点之间线段最短）P A+PE最小值＝EC=√BC2+BE2=√42+32=5故答案为5．9．（2019秋•攀枝花期末）已知：如图Rt△ABC中，∠B＝90°，AB＝BC＝8，M在BC上，且BM＝2，N 是AC上一动点，则BN+MN的最小值为10．【分析】根据平面内线段最短，构建直角三角形，解直角三角形即可【解析】过点B作BO⊥AC于O，延长BO到B'，使OB'＝OB，连接MB'，交AC于N此时MB'＝MN+NB'＝MN+BN的值最小连接CB'∵BO⊥AC，AB＝BC，∠ABC＝90°∴∠CBO=12×90°＝45°∵BO＝OB'，BO⊥AC∴CB'＝CB∴∠CB'B＝∠OBC＝45°∴∠B'CB＝90°∴CB'⊥BC根据勾股定理可得MB′＝1O，MB'的长度就是BN+MN的最小值．。

17.1勾股定理的应用最值问题正式稿4

A点上有一只蚂蚁，想到B点去吃可口的食物.请你想一想，
这只蚂蚁从A点出发，沿着台阶面爬到B点，最短路线长
多少？
Ａ
5
Ｃ 3
5
1
3 1
3
1
3
1 Ｂ
类型二：台阶中的最短路径问题
如图，是一个n级台阶，它的每一级的长、宽和高
分别等于a dm，b dm和 c dm，A和B是这个台阶的两
个相对的端点，A点上有一只蚂蚁，想到B点去吃可口
1
B
1 2
A
3C
D
如图，学校有一块长方形花圃，有极少数人从 A走到B，为了避免拐角C走“捷径”，在花圃内走出一条“路”，他们仅仅少走了步路（假设 2步为1m），却踩伤了花草。
A 3m “路”
C 4m B
类型二：台阶中的最短路径问题
如图是一个三级台阶，每一级的长、宽和高分别等于
5dm，3dm和1dm，A和B是这个台阶的两个相对的端点，
利用对称：将两条线段的和转化到一条直线上，运用“两点之间线段最短”求最小值
类型一：平面图形中的最短路径问题
小蚂蚁在平坦无障碍物的草地上,从A地向东
走 3 m ,再向北走 2 m ,再向西走 1 m ,再向北走 1
m ,最后向东走 4 m 到达 B 地去吃可口的食物,求
蚂蚁爬行的最短路线长是多少4?
. B AB 402 (50 30)2 8000 40 （5 cm）B
30
.C
C
A
D
在长40cm、宽30 cm、
高50 cm的木箱中，蚂蚁在箱内的A处，
A
它要在箱壁上爬行到
B处，至少要爬多远？
50
40 D
图②

专题05 勾股定理中的最值问题(原卷版)--学霸八年级数学全题型更新

专题05 勾股定理中的最值问题题型一立体图形中的最短距离问题1．如图，圆柱形容器中，高为1.2米，底面周长为1米，在容器内壁离容器底部0.3m处的点B处有一蚊子．此时，一只壁虎正好在容器外壁，离容器上沿0.3m与蚊子相对的点A处，则壁虎捕捉蚊子的最短距离为（）米．A．1.3米B．1.4米C．1.5米D．1.2米2．如图，台阶阶梯每一层高20cm，宽30cm，长50cm，一只蚂蚁从A点爬到B点，最短路程是（）A．B．C．120D．1303．如图，教室的墙面ADEF与地面ABCD垂直，点P在墙面上．若P A＝AB＝50，点P到AD的距离是30，有一只蚂蚁要从点P爬到点B，则蚂蚁的最短行程为．4．如图，三级台阶，每一级的长、宽、高分别为8dm、3dm、2dm．A和B是这个台阶上两个相对的端点，点A处有一只蚂蚁，想到点B处去吃可口的食物，则蚂蚁沿着台阶面爬行到点B的最短路程为dm．5．固定在地面上的一个正方体木块（如图①所示），其棱长为2（），沿其相邻三个面的对角线（图中虚线）剪掉一角，得到如图②所示的几何体木块，一只蚂蚁沿着该木块的表面从点A爬行到点B的最短距离为．6．某校“光学节”的纪念品是一个底面为等边三角形的三棱镜（如图）．在三棱镜的侧面上，从顶点A到顶点A′镶有一圈金属丝，已知此三棱镜的高为9cm，底面边长为4cm，则这圈金属丝的长度至少为（）A．8cm B．10cm C．12cm D．15cm7．如图，桌面上的长方体长为8，宽为6，高为4，B为CD的中点．一只蚂蚁从A点出发沿长方体的表面到达B点，则它运动的最短路程为（）A．B．C．10D．8．如图，圆柱形容器外壁距离下底面3cm的A处有一只蚂蚁，它想吃到正对面外壁距离上底面3cm的B 处的米粒，若圆柱的高为12cm，底面周长为24cm．则蚂蚁爬行的最短距离为cm．9．如图，动点P从点A出发，沿着圆柱的侧面移动到BC的中点S，若BC＝8，点P移动的最短距离为5，则圆柱的底面周长为（）A．6B．4πC．8D．1010．如图，小彬到雁江区高洞产业示范村参观，看到一个贴有大红“年”字的圆柱状粮仓非常漂亮，回家后小彬制作了一个底面周长为10cm，高为5cm的圆柱粮仓模型．如图BC是底面直径，AB是高．现要在此模型的侧面贴一圈彩色装饰带，使装饰带经过A，C两点（接头不计），则装饰带的长度最短为（）A．10πcm B．20πcm C．10cm D．5cm11．如图，长方体的底面边长分别为1cm和3cm，高为6cm．如果用一根细线从点A开始经过4个侧面缠绕一圈到达点B，那么所用细线最短需要cm．12．如图，圆柱体的底面圆周长为8cm，高AB为3cm，BC是上底面的直径．一只蚂蚁从点A出发，沿着圆柱的侧面爬行到点C，则爬行的最短路程为（）A．4cm B．5cm C．cm D．cm13．边长分别为4cm，3cm两正方体如图放置，点P在E1F1上，且E1P＝，一只蚂蚁如果要沿着长方体的表面从点A爬到点P，需要爬行的最短距离是cm．14．如图所示，ABCD是长方形地面，长AB＝20m，宽AD＝10m．中间竖有一堵砖墙高MN＝2m．一只蚂蚱从A点爬到C点，它必须翻过中间那堵墙，则它至少要走m的路程．15．庆安中学要举办第四届运动会，现需装饰一根高为9米，底面半径为米的圆柱，如图，点A、B分别是圆柱两底面圆周上的点，且A、B在同一母线上．用一根彩带（宽度不计）从点A顺着圆柱侧面绕3圈到点B，那么这根彩带的长度最短是多少？题型二将军饮马问题16．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．17．如图，A，B两个工厂位于一段直线形河的异侧，A厂距离河边AC＝5km，B厂距离河边BD＝1km，经测量CD＝8km，现准备在河边某处（河宽不计）修一个污水处理厂E．（1）设ED＝x，请用x的代数式表示AE+BE的长；（2）为了使两厂的排污管道最短，污水厂E的位置应怎样来确定此时需要管道多长？（3）通过以上的解答，充分展开联想，运用数形结合思想，请你猜想的最小值为多少？18．如图，河边有A，B两个村庄，A村距河边10m，B村距河边30m，两村平行于河边方向的水平距离为30m，现要在河边建一抽水站E，需铺设管道抽水到A村和B村．（1）要使铺设管道的长度最短，请作图找出水站E的位置（不写作法）（2）若铺设管道每米需要500元，则最低费用为多少？19．恩施州自然风光无限，特别是以“雄、奇、秀、幽、险”著称于世．著名的恩施大峡谷（A）和世界级自然保护区星斗山（B）位于笔直的沪渝高速公路X同侧，AB＝50km，A、B到直线x的距离分别为10km 和40km，要在沪渝高速公路旁修建一服务区P，向A、B两景区运送游客．小民设计了两种方案，图（1）是方案一的示意图（AP与直线X垂直，垂足为P），P到A、B的距离之和S1＝P A+PB，图（2）是方案二的示意图（点A关于直线X的对称点是A'，连接BA'交直线X于点P），P到A、B的距离之和S2＝P A+PB．（1）求S1、S2，并比较它们的大小；（2）请你说明S2＝P A+PB的值为最小；（3）拟建的恩施到张家界高速公路Y与沪渝高速公路垂直，建立如图（3）所示的直角坐标系，B到直线Y的距离为30km，请你在X旁和Y旁各修建一服务区P、Q，使P、A、B、Q组成的四边形的周长最小．并求出这个最小值．题型三其他求最值问题20．如图，在△ABC中，有一点P在直线AC上移动，若AB＝AC＝5，BC＝6，则BP的最小值为（）A．4.8B．5C．4D．21．如图，在△ABC中，AB＝6，BC＝8，∠B＝90°，若P是AC上的一个动点，则AP+BP+CP的最小值是（）A．14.8B．15C．15.2D．1622．如图，∠MOB＝45°，点P位于∠AOB内，OP＝5，点M、N分别是射线OA，OB上的动点，则△PMN 的最小周长为．23．如图△ABC中，AB＝CB，AC＝10，S△ABC＝60，E为AB上一动点．连接CE，过A作AF⊥CE于F，连接BF，则BF的最小值是．24．如图，在△ABC中，∠B＝45°，AB＝2，BC＝2+2，等腰直角△DAE中，∠DAE＝90°，且点D是边BC上一点．（1）求AC的长；（2）如图1，当点E恰在AC上时，求点E到BC的距离；（3）如图2，当点D从点B向点C运动时，求点E到BC的距离的最大值．。

勾股定理几何最值数学题

勾股定理几何最值数学题
下面是一道使用勾股定理解决的几何最值数学题：
问题：一个固定长度为10的绳子被剪断成两段，这两段构成一个直角三角形。

问这个直角三角形的面积最大值是多少？
解答：设绳子被剪断的位置为x，那么第一段绳子的长度就是x，第二段绳子的长度就是10-x。

根据勾股定理，直角三角形的斜边平方等于两直角边平方和，即 x^2 + (10-x)^2 = 斜边^2。

我们要求的是直角三角形的面积最大值，而直角三角形的面积可以表示为 S = 1/2 * 直角边1 * 直角边2。

在这里，直角边1和直角边2分别是x和(10-x)，所以面积可以表示为 S = 1/2 * x * (10-x)。

现在我们要找到使得S最大的x值。

我们可以使用求函数极值的方法来解决这个问题。

首先计算S的导数：S' = 1/2 * (10 - 2x)。

然后令S'等于0，解方程得到 x = 5。

这意味着当绳子被剪断的位置在中点时，直角三角形的面积达到最大值。

将x = 5代入S = 1/2 * x * (10-x)得到 S = 1/2 * 5 * (10-5) = 1/2 * 5 * 5 = 12.5。

因此，该直角三角形的面积最大值是12.5。

例谈立体几何最值问题的几种解法

思路探寻立体几何最值问题侧重于考查同学们的空间想象、逻辑推理和数学运算等能力.常见的立体几何最值问题是求立体几何图形中某条线段、某个角、体积、表面积的最值，那么如何求解呢？一、利用函数思想在大多数情况下，我们可以把与动点有关的立体几何问题看作函数问题来求解.以其中某一个量，如动点的坐标、线段的长、角的大小为变量，建立关于该变量的关系式，并将其视为函数式，即可利用一次函数、二次函数、三角函数的性质和图象求得最值.例1.如图1，正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1，P为AA1的中点，M在侧面AA1B1B上，若D1M⊥CP，则ΔBCM）.C.5D.2图1图2解：过M作MG⊥平面ABCD，垂足为G，作GH⊥BC于点H，连接MH，以D为坐标原点，建立如图2所示的空间直角坐标系，可得D()0,0,0，C()0,1,0，A()1,0,0，P()1,0,12，D1(0,0,1)，B()1,1,0.设M()1,a,b，则D1M=()1,a,b-1，CP=()1,-1,12，∵D1M⊥CP，∴ D1M⋅ CP=12b-a+12=0，∴b=2a-1，∴CH=1-a，MG=2a-1，∴MH=()1-a2+()2a-12=5a2-6a+2，∴SΔBCM=12BC⋅MH=1=可知当a=35时，ΔBCM面积取最小值，为SΔBCM=12×=故选B.在建立空间直角坐标系后，设出点M的坐标，以a、b为变量，构建关于a的函数式SΔBCM=然后将5a2-6a+2看作二次函数式，对其配方，根据二次函数的性质即可知函数在a=35时取最小值.二、运用基本不等式在解答立体几何最值问题时，我们往往可以先根据立体几何中的性质、定义、定理求得目标式；然后将其进行合理的变形，采用拆项、凑系数、补一次项，去掉常数项等方式，配凑出两式的和或积，就可以直接运用基本不等式来求得最值.在运用基本不等式求最值时，要把握三个条件：一正、二定、三相等.例2.已知三棱锥P-ABC的4个顶点均在球心为O、直径为23的球面上，PA=2，且PA,PB,PC两两垂直.当PC+AB取最大值时，三棱锥O-PAB的体积为（）.A. C.6解：∵PA,PB,PC两两互相垂直，∴三棱锥P-ABC可补全为如图3所示的长方体.则长方体的外接球即为三棱锥P-ABC的外接球，∴PA2+PB2+PC2=()232=12，又PA=2，∴PB2+PC2=10，∵AB2=PA2+PB2=2+PB2，∴PC2+AB2=2+PB2+PC2=12，∴()PC+AB2-2PC⋅AB=12，又PC⋅AB≤()PC+AB22，∴12=()PC+AB2-2PC⋅AB≥()PC+AB2-2()PC+AB22=12()PC+AB2，当且仅当PC=AB时取等号，∴()PC+AB max=26，此时PC=AB=6，PB=图347思路探寻AB 2-PA 2=2，∴V O -PAB =12V C -PAB =16S △PAB ⋅PC =112PA ⋅PB⋅PC =112×2×2×6故选B.根据长方体的性质得到()PC +AB 2-2PC ⋅AB =10后，可发现该式中含有PC 、AB 的和与积，根据基本不等式a +b ≥2ab 求解，即可得到三棱锥O -PAB 的体积.三、转化法运用转化法求解立体几何最值问题有两种思路.一是将问题转化为平面几何问题.先将几何体的表面展开，或将几何体内部满足条件的某些面展开成平面；再在平面内利用平面几何知识，如正余弦定理、两点间的距离最短、三角形的两边之和大于第三边等求解，这样问题就变得十分直观，容易求解了.另一种思路是根据题意和几何图形中的点、线、面的位置关系，明确其中改变的量和不变的量及其关系，根据简单几何体的性质、表面积公式、体积公式，将问题转化为求某些线段或角的最值.再结合简单几何体的性质，几何图形中点、线、面的位置关系求得最值例3.如图4，在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中，AA 1=AB =2，D 在A 1C 上，E 是A 1B 的中点，则()AD +DE 2的最小值是（）.A.6-7 B.27 C.3+7 D.5+7图4图5解：将平面A 1BC 与平面A 1AC 翻折到同一平面上，连接AE ，如图5所示，设AE ⋂A 1C =F ．由题意可知A 1A =AC =BC =2，A 1C =A 1B =22，所以AA 21+AC 2=A 1C 2，所以AA 1⊥AC ，则∠AA 1C =45°，由余弦定理可得cos∠BA 1C =A 1B 2+A 1C 2-BC 22A 1B ⋅A 1C=8+8-42×22×22=34，则sin∠BA 1C =1-cos 2∠BA 1C =故cos∠AA 1B =cos ()∠AA 1C +∠BA 1C =cos ∠AA 1C cos ∠BA 1C -sin ∠AA 1C sin ∠BA 1C =32-148．因为E 是A 1B 的中点，所以A 1E =2，由余弦定理可得AE 2=AA 21+A 1E 2-2AA 1⋅A 1E cos∠BA 1A=4+2-2×2×2×32-148=3+7．因为D 在A 1C 上，所以AD +DE ≥AE ，当A 、E 、D 三点共线时，等号成立，则()AD +DE 2≥3+7.故选C .将平面A 1BC 与平面A 1AC 翻折到同一平面上，就可以把立体几何问题转化为平面几何问题，即可根据勾股定理和余弦定理求得A 1E 以及AE 的值.分析图形可知当A 、E 、D 三点共线时，AD +DE 取得最大值，再结合余弦定理求解即可.例4.已知球O 的表面积为60π，四面体P -ABC 内接于球O ，ΔABC 是边长为6的正三角形，平面PBC ⊥平面ABC ，则四面体P -ABC 体积的最大值为（）.A.18B.27C.32D.81解：因为球O 的表面积为60π，所以球的半径R ==15，由题意知四面体P -ABC 底面三角形的面积为定值，要使四面体的体积最大，只须使顶点P 到底面的距离最大，又因为平面PBC ⊥平面ABC ，所以当PB =PC 时，点P 到底面的距离最大，而ΔABC 外接圆的半径r =62sin60°=23，则O 到面ABC 的距离为d =R 2-r 2=3，且O 到面PBC 的距离为h =12r =3，设点P 到平面ABC 的距离为H ，则R 2=()H -d 2+h 2，解得H =33，此时体积最大值为V max =13×12×6×6×sin60°×33=27.故选B.解答本题，首先根据球的表面积求得球的半径；再根据题意和几何体的特征明确当PB =PC 时，点P 到底面的距离最大；最后根据外接圆的性质、勾股定理求出点P 到底面的距离，即可求出最大值.除了上述三种方法外，有时还可采用定义法、构造法来求立体几何最值问题的答案.总之，同学们在解题时，要先根据题意和几何体的结构特征寻找取得最值的情形，求得目标式；然后根据目标式的特征，选用合适的方法求最值.（作者单位：贵州省江口中学）48。

勾股定理与几何最值问题