中考数学经典几何模型之轴对称最值模型(解析版)

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中考数学几何模型:轴对称最值模型名师点睛拨开云雾开门见山
B'
Q
D
A'
A
P B C
典题探究启迪思维探究重点例题1. 如图,在矩形ABCD中,AB=10,AD=6,动点P满足S△P AB=S矩形ABCD,则点P到A,B两点距离之和P A+PB的最小值为2.
【解答】解:设△ABP中AB边上的高是h.
∵S△P AB=S矩形ABCD,
∴AB•h=AB•AD,
∴h=AD=4,
∴动点P在与AB平行且与AB的距离是2的直线l上,如图,作A关于直线l的对称点E,连接AE,连接BE,则BE的长就是所求的最短距离.
在Rt△ABE中,∵AB=10,AE=4+4=8,
∴BE===2,
即P A+PB的最小值为2.
故答案为:2.
变式练习>>>
1.如图Rt△ABC和等腰△ACD以AC为公共边,其中∠ACB=90°,AD=CD,且满足AD⊥AB,过点D 作DE⊥AC于点F,DE交AB于点E,已知AB=5,BC=3,P是射线DE上的动点,当△PBC的周长取得最小值时,DP的值为()
A.B.C.D.
【解答】解:连接PB、PC、P A,
要使得△PBC的周长最小,只要PB+PC最小即可,
∵PB+PC=P A+PB≥AB,
∴当P与E重合时,P A+PB最小,
∵AD=CD,DE⊥AC,
∴AF=CF,
∵∠ACB=90°,
∴EF∥BC,
∴AE=BE=AB=2.5,
∴EF=BC=1.5,
∵AD⊥AB,
∴△AEF∽△DEA,
∴=,
∴DE==,
故选:B.
例题2. 如图所示,凸四边形ABCD中,∠A=90°,∠C=90°,∠D=60°,AD=3,AB=,若点M、N分别为边CD,AD上的动点,求△BMN的周长的最小值.
【解答】解:作点B关于CD、AD的对称点分别为点B'和点B'',
连接B'B''交DC和AD于点M和点N,DB,连接MB、NB;
再DC和AD上分别取一动点M'和N'(不同于点M和N),
连接M'B,M'B',N'B和N'B'',如图1所示:
∵B'B''<M'B'+M'N'+N'B'',
B'M'=BM',B''N'=BN',
∴BM'+M'N'+BN'>B'B'',
又∵B'B''=B'M+MN+NB'',
MB=MB',NB=NB'',
∴NB+NM+BM<BM'+M'N'+BN',
∴C△BMN=NB+NM+BM时周长最小;
连接DB,过点B'作B'H⊥DB''于B''D的延长线于点H,
如图示2所示:
∵在Rt△ABD中,AD=3,AB=,
∴==2,
∴∠2=30°,
∴∠5=30°,DB=DB'',
又∵∠ADC=∠1+∠2=60°,
∴∠1=30°,
∴∠7=30°,DB'=DB,
∴∠B'DB''=∠1+∠2+∠5+∠7=120°,
DB'=DB''=DB=2,
又∵∠B'DB''+∠6=180°,
∴∠6=60°,
∴HD=,HB'=3,
在Rt△B'HB''中,由勾股定理得:
===6.
∴C△BMN=NB+NM+BM=6,
变式练习>>>
2.如图,点P是∠AOB内任意一点,且∠AOB=40°,点M和点N分别是射线OA和射线OB上的动点,当△PMN周长取最小值时,则∠MPN的度数为()
A.140°B.100°C.50°D.40°
【解答】解:分别作点P关于OA、OB的对称点P1、P2,
连接P1P2,交OA于M,交OB于N,则
OP1=OP=OP2,∠OP1M=∠MPO,∠NPO=∠NP2O,
根据轴对称的性质,可得MP=P1M,PN=P2N,则
△PMN的周长的最小值=P1P2,
∴∠P1OP2=2∠AOB=80°,
∴等腰△OP1P2中,∠OP1P2+∠OP2P1=100°,
∴∠MPN=∠OPM+∠OPN=∠OP1M+∠OP2N=100°,
故选:B.
例题3. 如图,在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,∠A的平分线交BC于点D,若点P、Q分别是AC 和AD上的动点,则CQ+PQ的最小值是2.
【解答】解:如图,作点P关于直线AD的对称点P′,连接CP′交AD于点Q,则
CQ+PQ=CQ+P′Q=CP′.
∵根据对称的性质知△APQ≌△AP′Q,
∴∠P AQ=∠P′AQ.
又∵AD是∠A的平分线,点P在AC边上,点Q在直线AD上,
∴∠P AQ=∠BAQ,∴∠P′AQ=∠BAQ,∴点P′在边AB上.
∵当CP′⊥AB时,线段CP′最短.
∵在△ABC中,∠C=90°,CB=CA=4,
∴AB=4,且当点P′是斜边AB的中点时,CP′⊥AB,
此时CP′=AB=2,即CQ+PQ的最小值是2.
故填:2.
变式练习>>>
3.如图,已知等边△ABC的面积为4,P、Q、R分别为边AB、BC、AC上的动点,则PR+QR的最小值是()
A.3B.2C.D.4
【解答】解:如图,作△ABC关于AC对称的△ACD,点E与点Q关于AC对称,连接ER,则QR=ER,当点E,R,P在同一直线上,且PE⊥AB时,PR+QR的最小值是PE的长,
设等边△ABC的边长为x,则高为x,
∵等边△ABC的面积为4,
∴x×x=4,解得x=4,
∴等边△ABC的高为x=2,
即PE=2,故选:B.
例题4. 如图,∠MON=30°,A在OM上,OA=2,D在ON上,OD=4,C是OM上任意一点,B是ON上任意一点,则折线ABCD的最短长度为2.
【解答】解:作D关于OM的对称点D′,作A作关于ON的对称点A′,连接A′D′与OM,ON的交点就是C,B二点.
此时AB+BC+CD=A′B+BC+CD′=A′D′为最短距离.
连接DD′,AA′,OA′,OD′.
∵OA=OA′,∠AOA′=60°,
∴∠OAA′=∠OA′A=60°,
∴△ODD′是等边三角形.
同理△OAA′也是等边三角形.
∴OD'=OD=4,OA′=OA=2,
∠D′OA′=90°.
∴A′D′==2.
变式练习>>>
4. 如图,在长方形ABCD中,O为对角线AC的中点,P是AB上任意一点,Q是OC上任意一点,已知:
AC=2,BC=1.
(1)求折线OPQB的长的最小值;
(2)当折线OPQB的长最小时,试确定Q的位置.
【解答】解:(1)作点B关于AC的对称点B′,作点O关于AB的对称点O′,
连接AB′,QB′,AO′,PO′,B′O′,则QB=QB′,OP=O′P,
折线OPQB的长=OP+PQ+QB=O′P+PQ+QB′,
∴折线OPQB的长的最小值=B′O′.
∵在长方形ABCD中,∠ABC=90°,
在△ABC中,AC=2,BC=1,∠ABC=90°,
∴∠BAC=30°,
∵点B、B′关于AC对称,点O、O′关于AB对称,
∴∠B′AC=30°,AB′=AB=,
∠O′AB=30°,AO′=AO=1,
∴∠B′AO′=90°,
∴B′O′=,
∴折线OPQB的长的最小值=2;
(2)设B′O′交AC于点Q′,
∵在Rt△AO′B′中,AO′=1,B′O′=2,
∴∠AB′O′=30°,则∠AO′B′=60°,
∵在△AO′Q′中,∠Q′AO′=∠Q′AB+∠BAO′=60°,
∴△AO′Q′是等边三角形,
∴AQ′=AO′=1=AO,
∴点Q′就是AC的中点O.
∴当折线OPQB的长最小时,点Q在AC的中点.
例题5. 如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=8,E为CD的中点,点P、Q为BC上两个动点,且PQ=3,当CQ=时,四边形APQE的周长最小.
【解答】解:点A向右平移3个单位到M,点E关于BC的对称点F,连接MF,交BC于Q,
此时MQ+EQ最小,
∵PQ=3,DE=CE=2,AE==2,
∴要使四边形APQE的周长最小,只要AP+EQ最小就行,
即AP+EQ=MQ+EQ,过M作MN⊥BC于N,
设CQ=x,则NQ=8﹣3﹣x=5﹣x,
∵△MNQ∽△FCQ,∴=,
∵MN=AB=4,CF=CE=2,CQ=x,QN=5﹣x,
解得:x=,则CQ=
故答案为:.
变式练习>>>
5.如图,已知A(3,1)与B(1,0),PQ是直线y=x上的一条动线段且PQ=(Q在P的下方),当AP+PQ+QB最小时,Q点坐标为()
A.(,)B.(,)C.(0,0)D.(1,1)
【解答】解:作点B关于直线y=x的对称点B'(0,1),过点A作直线MN,使得MN平行于直线y=x,并沿MN向下平移单位后得A'(2,0)
连接A'B'交直线y=x于点Q,如图
理由如下:∵AA'=PQ=,AA'∥PQ
∴四边形APQA'是平行四边形
∴AP=A'Q
∵AP+PQ+QB=B'Q+A'Q+PQ且PQ=
∴当A'Q+B'Q值最小时,AP+PQ+QB值最小
根据两点之间线段最短,即A',Q,B'三点共线时A'Q+B'Q值最小
∵B'(0,1),A'(2,0)
∴直线A'B'的解析式y=﹣x+1
∴x=﹣x+1,即x=
∴Q点坐标(,)
故选:A.
例题6. 如图,点E、F是正方形ABCD的边BC上的两点(不与B、C两点重合),过点B作BG⊥AE于点G,连接FG、DF,若AB=2,求DF+GF的最小值为.
【解答】解:取AB的中点O,点O、G关于BC的对称点分别为O'、G',
∵G与G'关于BC对称,∴FG=FG',
∴FG+DF=FG'+DF,
∴当G(也就是G')固定时,取DG'与BC的交点F,此时能够使得FG+FD最小,
且此时FG+DF的最小值是DG',
现在再移动点E(也就是移动G),
∵BG⊥AE,∴∠AGB=90°,
∴当点E在BC上运动时,点G随着运动的轨迹是以O为圆心,OA为半径的90°的圆弧,
点G'随着运动的轨迹是以O'为圆心,O'B为半径的90°的圆弧,
∴当取DO'与交点为G'时,能够使得DG'达到最小值,
且DG'的最小值=DO'﹣O'G'=﹣1=﹣1,
即DF+GF的最小值为﹣1.
故选:A.
变式练习>>>
6.如图,平面直角坐标系中,分别以点A(2,3)、点B(3,4)为圆心,1、3为半径作⊙A、⊙B,M,N分别是⊙A、⊙B上的动点,P为x轴上的动点,则PM+PN的最小值为()
A.5﹣4B.﹣1C.6﹣2D.
【解答】解:作⊙A关于x轴的对称⊙A′,连接BA′分别交⊙A′和⊙B于M、N,交x轴于P,如图,则此时PM+PN最小,
∵点A坐标(2,3),
∴点A′坐标(2,﹣3),
∵点B(3,4),
∴A′B==5,
∴MN=A′B﹣BN﹣A′M=5﹣3﹣1=5﹣4,
∴PM+PN的最小值为5﹣4.
故选:A.
例题7. 如图,AD为等边△ABC的高,E、F分别为线段AD、AC上的动点,且AE=CF,当BF+CE取得最小值时,∠AFB=()
A.112.5°B.105°C.90°D.82.5°
【解答】解:如图,作CH⊥BC,且CH=BC,连接BH交AD于M,连接FH,
∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,
∴AC=BC,∠DAC=30°,
∴AC=CH,
∵∠BCH=90°,∠ACB=60°,
∴∠ACH=90°﹣60°=30°,
∴∠DAC=∠ACH=30°,
∵AE=CF,
∴△AEC≌△CFH,
∴CE=FH,BF+CE=BF+FH,
∴当F为AC与BH的交点时,如图2,BF+CE的值最小,
此时∠FBC=45°,∠FCB=60°,∴∠AFB=105°,
故选:B.
变式练习>>>
7.如图,等边△ABC中,AD为BC边上的高,点M、N分别在AD、AC上,且AM=CN,连BM、BN,当BM+BN最小时,∠MBN=30度.
【解答】解:如图1中,作CH⊥BC,使得CH=BC,连接NH,BH.
∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,CH⊥BC,
∴∠DAC=∠DAB=30°,AD∥CH,
∴∠HCN=∠CAD=∠BAM=30°,
∵AM=CN,AB=BC=CH,
∴△ABM≌△CHN(SAS),
∴BM=HN,
∵BN+HN≥BH,
∴B,N,H共线时,
BM+BN=NH+BN的值最小,
如图2中,当B,N,H共线时,
∵△ABM≌△CHN,
∴∠ABM=∠CHB=∠CBH=45°,
∵∠ABD=60°,
∴∠DBM=15°,
∴∠MBN=45°﹣15°=30°,
∴当BM+BN的值最小时,∠MBN=30°,
故答案为30.
例题8. (1)如图①,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点D是AB边上任意一点,则CD的最小值为.
(2)如图②,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点M、点N分别在BD、BC上,求CM+MN的最小值.(3)如图③,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是AB边上一点,且AE=2,点F是BC边上的任意一点,把△BEF沿EF翻折,点B的对应点为G,连接AG、CG,四边形AGCD的面积是否存在最小值,若存在,求这个最小值及此时BF的长度.若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)如图①,过点C作CD⊥AB于D,根据点到直线的距离垂线段最小,此时CD最小,在Rt△ABC中,AC=3,BC=4,根据勾股定理得,AB=5,
∵AC×BC=AB×CD,∴CD==,
故答案为;
(2)如图②,作出点C关于BD的对称点E,
过点E作EN⊥BC于N,交BD于M,连接CM,此时CM+MN=EN最小;
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BCD=90°,CD=AB=3,根据勾股定理得,BD=5,
∵CE⊥BC,∴BD×CF=BC×CD,
∴CF==,由对称得,CE=2CF=,
在Rt△BCF中,cos∠BCF==,
∴sin∠BCF=,
在Rt△CEN中,EN=CE sin∠BCE==;
即:CM+MN的最小值为;
(3)如图3,
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=3,AD=BC=4,∠ABC=∠D=90°,根据勾股定理得,AC=5,∵AB=3,AE=2,
∴点F在BC上的任何位置时,点G始终在AC的下方,
设点G到AC的距离为h,
∵S四边形AGCD=S△ACD+S△ACG=AD×CD+AC×h=×4×3+×5×h=h+6,
∴要四边形AGCD的面积最小,即:h最小,
∵点G是以点E为圆心,BE=1为半径的圆上在矩形ABCD内部的一部分点,∴EG⊥AC时,h最小,
由折叠知∠EGF=∠ABC=90°,
延长EG交AC于H,则EH⊥AC,
在Rt△ABC中,sin∠BAC==,
在Rt△AEH中,AE=2,sin∠BAC==,
∴EH=AE=,
∴h=EH﹣EG=﹣1=,
∴S四边形AGCD最小=h+6=×+6=,
过点F作FM⊥AC于M,
∵EH⊥FG,EH⊥AC,
∴四边形FGHM是矩形,
∴FM=GH=
∵∠FCM=∠ACB,∠CMF=CBA=90°,
∴△CMF∽△CBA,
∴,∴,
∴CF=1
∴BF=BC﹣CF=4﹣1=3.
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1. 如图,矩形ABCD中,AB=5,AD=10,点E,F,G,H分别在矩形各边上,点F,H为不动点,点E,
G为动点,若要使得AF=CH,BE=DG,则四边形EFGH周长的最小值为()
A.5B.10C.15D.10
【解答】解:作点F关于CD的对称点F′,连接F′H交CD于点G,此时四边形EFGH周长取最小值,过点H作HH′⊥AD于点H′,如图所示.
∵AF=CH,DF=DF′,
∴H′F′=AD=10,
∵HH′=AB=5,
∴F′H==5,
∴C四边形EFGH=2F′H=10.
故选:D.
2. 如图,平面直角坐标系中,分别以点A(﹣2,3),B(3,4)为圆心,以1、2为半径作⊙A、⊙B,M、
N分别是⊙A、⊙B上的动点,P为x轴上的动点,则PM+PN的最小值等于﹣3.
【解答】解:作⊙A关于x轴的对称⊙A′,连接BA′分别交⊙A′和⊙B于M、N,交x轴于P,如图,则此时PM+PN最小,
∵点A坐标(﹣2,3),
∴点A′坐标(﹣2,﹣3),
∵点B(3,4),
∴A′B==,
∴MN=A′B﹣BN﹣A′M=﹣2﹣1=﹣3,
∴PM+PN的最小值为﹣3.
故答案为﹣3.
3. 如图,已知直线y=x+4与两坐标轴分别交于A、B两点,⊙C的圆心坐标为(2,0),半径为2,若D
是⊙C上的一个动点,线段DA与y轴交于点E,则△ABE面积的最小值和最大值分别是8﹣2和8+2.
【解答】解:y=x+4,
∵当x=0时,y=4,当y=0时,x=﹣4,
∴OA=4,OB=4,
∵△ABE的边BE上的高是OA,
∴△ABE的边BE上的高是4,
∴要使△ABE的面积最大或最小,只要BE取最大值或最小值即可,
过A作⊙C的两条切线,如图,
当在D点时,BE最小,即△ABE面积最小;
当在D′点时,BE最大,即△ABE面积最大;
∵x轴⊥y轴,OC为半径,
∴EE′是⊙C切线,
∵AD′是⊙C切线,
∴OE′=E′D′,
设E′O=E′D′=x,
∵AC=4+2=6,CD′=2,AD′是切线,
∴∠AD′C=90°,由勾股定理得:AD′=4,
∴sin∠CAD′==,
∴=,
解得:x=,
∴BE′=4+,BE=4﹣,
∴△ABE的最小值是×(4﹣)×4=8﹣2,
最大值是:×(4+)×4=8+2,
故答案为:8﹣2和8+2.
4. 正方形ABCD,AB=4,E是CD中点,BF=3CF,点M,N为线段BD上的动点,MN=,求四边形
EMNF周长的最小值++.
【解答】解:作点E关于BD的对称点G,则点G在AD上,
连接GM,过G作BD的平行线,截取GH=MN=,连接HN,则四边形GHNM是平行四边形,∴HN=GM=EM,
过H作PQ⊥BC,交AD于P,交BC于Q,则∠HPG=∠HQF=90°,PQ=AB=4,
∵∠PGH=∠ADB=45°,
∴HP=PG==1,HQ=4﹣1=3,
由轴对称的性质,可得DG=ED=2,
∴AP=4﹣2﹣1=1,∴BQ=1,
又∵BF=3CF,BC=4,
∴CF=1,∴QF=4﹣1﹣1=2,
∵当点H、N、F在同一直线上时,HN+NF=HF(最短),
此时ME+NF最短,
∴Rt△HQF中,FH===,
即ME+NF最短为,
又∵Rt△CEF中,EF===,
∴ME+NF+MN+EF=++,
∴四边形EMNF周长的最小值为++.
故答案为:++.
5. 如图,已知点D,E分别是等边三角形ABC中BC,AB边的中点,BC=6,点F是AD边上的动点,则
BF+EF的最小值为3.
【解答】解:过C作CE⊥AB于E,交AD于F,连接BF,则BF+EF最小(根据两点之间线段最短;
点到直线垂直距离最短),由于C和B关于AD对称,则BF+EF=CF,
∵等边△ABC中,BD=CD,
∴AD⊥BC,
∴AD是BC的垂直平分线(三线合一),
∴C和B关于直线AD对称,
∴CF=BF,即BF+EF=CF+EF=CE,
∵AD⊥BC,CE⊥AB,
∴∠ADB=∠CEB=90°,在△ADB和△CEB中,,∴△ADB≌△CEB(AAS),
∴CE=AD,
∵BC=6,∴BD=3,∴AD=3,即BF+EF=3.
故答案为:3.
6. 如图,在边长为1正方形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的点,3AE=EB,有一
只蚂蚁从E点出发,经过F、G、H,最后回到E点,则蚂蚁所走的最小路程是.
【解答】解:延长DC到D',使CD=CD',G对应位置为G',则FG=FG',
同样作D'A'⊥CD',D'A'=DA,H对应的位置为H',则G'H'=GH,
再作A'B'⊥D'A',E的对应位置为E',
则H'E'=HE.
容易看出,当E、F、G'、H'、E'在一条直线上时路程最小,
最小路程为EE'===2
7. 如图,在△ABC中,AC⊥BC,∠B=30°,点E,F是线段AC的三等分点,点P是线段BC上的动点,
点Q是线段AC上的动点,若AC=3,则四边形EPQF周长的最小值是8.
【解答】解:过E点作E点关于BC的对称点E′,过F点作F点关于AC的对称点F′,
∵在△ABC中,AC⊥BC,∠B=30°,AC=3,
∴AB=6,
∵点E,F是线段AC的三等分点,
∴EF=2,
∵E′F′=AB=6,
∴四边形EPQF周长的最小值是6+2=8.
故答案为:8.
8. 如图,长为1的线段AB在x轴上移动C(0,1)、D(0,2),则AC+BD的最小值是.
【解答】解:如图所示,以AB,BD为边构造平行四边形ABDE,作点C关于x轴的对称点F,连接AF,则DE⊥y轴,OF=OC=1,
∵四边形ABDE是平行四边形,
∴BD=AE,DE=AB=1,
∵AB垂直平分线CF,
∴AC=AF,
∴AC+BD=AE+AF,
如图,当点E,A,F在同一直线上时,AE+AF=EF(最短),
此时,∵Rt△DEF中,DE=1,DF=2+1=3,
∴EF===,
∴AC+BD的最小值是.
故答案为:.
9. 在矩形ABCD中,AB=8,BC=10,G为AD边的中点.如图,若E、F为边AB上的两个动点,且EF
=4,当四边形CGEF的周长最小时,则求AF的长为.
【解答】解:∵E为AB上的一个动点,
∴如图,作G关于AB的对称点M,在CD上截取CH=4,然后连接HM交AB于E,接着在EB上截取EF=4,
那么E、F两点即可满足使四边形CGEF的周长最小.
∵在矩形ABCD中,AB=8,BC=10,G为边AD的中点,
∴AG=AM=5,MD=15,而CH=4,
∴DH=4,
而AE∥CD,
∴△AEM∽△DHM,
∴AE:HD=MA:MD,
∴AE===,
∴AF=4+=.
故答案为:.
10. 如图,矩形ABCO的边OC在x轴上,边OA在y轴上,且点C的坐标为(8,0),点A的坐标为(0,
6),点E、F分别足OC、BC的中点,点M,N分别是线段OA、AB上的动点(不与端点重合),则当四边形EFNM的周长最小时,点N的坐标为(4,6).
【解答】解:如图所示:作点F关于AB的对称点F′,作点E关于y轴的对称点E′,
连接E′F′交AB与点N.
∵C的坐标为(8,0),点A的坐标为(0,6),点E、F分别足OC、BC的中点,
∴OE=OE′=4,FB=CF=3,
∴E′C=12,CF′=9.
∵AB∥CE′,
∴△F′NB∽△F′E′C.
∴==,即=,解得BN=4,
∴AN=4.
∴N(4,6).
故答案为:(4,6).
11. 如图,在正方形ABCD中,AB=8,AC与BD交于点O,N是AO的中点,点M在BC边上,且BM=
6.P为对角线BD上一点,则PM﹣PN的最大值为2.
【解答】解:如图所示,作以BD为对称轴作N的对称点N',连接PN',MN',
根据轴对称性质可知,PN=PN',
∴PM﹣PN=PM﹣PN'≤MN',
当P,M,N'三点共线时,取“=”,
∵正方形边长为8,
∴AC=AB=,
∵O为AC中点,
∴AO=OC=,
∵N为OA中点,
∴ON=,
∴ON'=CN'=,
∴AN'=,
∵BM=6,
∴CM=AB﹣BM=8﹣6=2,
∴==
∴PM∥AB∥CD,∠CMN'=90°,
∵∠N'CM=45°,
∴△N'CM为等腰直角三角形,
∴CM=MN'=2,
即PM﹣PN的最大值为2,
故答案为:2.
12. 如图,两点A、B在直线MN外的同侧,A到MN的距离AC=16,B到MN的距离BD=10,CD=8,
点P在直线MN上运动,则|P A﹣PB|的最大值等于10.
【解答】解:延长AB交MN于点P′,
∵P′A﹣P′B=AB,AB>|P A﹣PB|,
∴当点P运动到P′点时,|P A﹣PB|最大,
∵BD=10,CD=8,AC=16,
过点B作BE⊥AC,则BE=CD=8,AE=AC﹣BD=16﹣10=6,
∴AB===10,
∴|P A﹣PB|的最大值等于10,
故答案为:10.
11. 如图△ABC是边长为2的等边三角形,D是AB边的中点,P是BC边上的动点,Q是AC边上的动点,
当P、Q的位置在何处时,才能使△DPQ的周长最小?并求出这个最值.
【解答】解:作D关于BC、AC的对称点D′、D″,连接D′D″,DQ,DP.
∵DQ=D″Q,DP=D′P,
∴△DPQ的周长为PQ+DQ+DP=PQ+D″Q+D′P=D′D″,
根据两点之间线段最短,D′D″的长即为三角形周长的最小值.
∵∠A=∠B=60°,∠BED=∠AFD=90°,∴∠α=∠β=90°﹣60°=30°,
∠D′DD″=180°﹣30°﹣30°=120°,
∵D为AB的中点,∴DF=AD•cos30°=1×=,AF=,
易得△ADF≌△QD''F,∴QF=AF=,∴AQ=1,BP=1,
Q、P为AC、BC的中点.∴DD″=×2=,
同理,DD′=×2=,∴△DD′D″为等腰三角形,
∴∠D′=∠D″==30°,
∴D″D′=2DD′•cos30°=2××=3.
12. 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=5,DE
=1,BD=8,设CD=x.
(1)用含x的代数式表示AC+CE的长;
(2)请问AC+CE的值是否存在最小值?若存在,请求出这个最小值;若不存在请说明理由.
(3)根据(2)中的规律和结论,请直接写出出代数式+的最小值为25.
【解答】解:(1)由线段的和差,得BC=(8﹣x).
由勾股定理,得
AC+CE =+=+=+;
(2)当A、C、E在同一直线上,AC+CE最小;
当A、C、E在同一直线上时,
延长AB,作EF⊥AB于点F,
∵AB=5,DE=1,
∴AF=6,
∵∠ABD=90°,
∴∠FBD=90°,
∵∠BDE=∠BFE=90°,
∴四边形BFED是矩形,
∴BD=EF=8,
∴AE===10;
(3)如下图所示:
作BD=24,过点B作AB⊥BD,过点D作ED ⊥BD,使AB=3,ED=4,连接AE交BD于点C,当BC=x,
∵x+y=24,
∴y=24﹣x,
AE的长即为代数式的最小值,
过点A作AF∥BD交ED的延长线于点F,得矩形ABDF,
则AB=DF=3,AF=BD=24,
所以AE===25,
即代数式+的最小值为25,
故答案为:25.
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