专题39 几何图形模型胡不归问题专项训练(解析版).docx
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1、专题39 几何图形模型胡不归问题专项训练(解析版)一选择题1(2022南山区模拟)如图,在RtABC中,ACB90,A30,则AB2BC请在这一结论的基础上继续思考:若AC2,点D是AB的中点,P为边CD上一动点,则AP+12CP的最小值为()A1B2C3D2思路引领:过C作CEAB于E,过点P作PFEC于F,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半和等边三角形的性质得出PF=12CP,再由AP+12CPAP+PFAE,结合勾股定理求出AE即可解:过C作CEAB于E,过点P作PFEC于F,ACB90,点D是AB的中点,CD=12ABAD,CAB30,B60,BCD为正三角形,DCE30,PF=
2、12CP,AP+12CPAP+PFAE,CAB30,AC2,CE=12AC1,AE=AC2CE2=3,AP+12CP的最小值为3故选:C总结提升:本题主要考查了含30直角三角形中,30所对的直角边等于斜边一半,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,解决此题的关键是作出垂线CE和PF,将12CP转化为PF2(2022平南县二模)如图,在等边ABC中,AB6,点E为AC中点,D是BE上的一个动点,则CD+12BD的最小值是()A3B33C6D3+3思路引领:如图,过点C作CFAB于点F,过点D作DHAB于点H,则CD+DHCF,先解直角三角形可求出CF,再由直角三角形的性质得DH=12BD,进而可
3、得CD+12BD=CD+DH,从而可得CD+12BD的最小值解:如图,过点C作CFAB于点F,过点D作DHAB于点H,则CD+DHCF,ABC是等边三角形,AB6,AABC60,AFBF3,CFAFtan60=33,点E是AC的中点,DBH60230,在RtBDH中,DH=12BD,CD+12BD=CD+DH33,CD+12BD的最小值为:33故答案为:B总结提升:本题主要考查解直角三角形,等边三角形的性质、垂线段最短等知识,解题关键是将CD+12BD转化成CD+DH3(2022春覃塘区期中)如图,在菱形ABCD中,ABC60,E是边BC的中点,P是对角线BD上的一个动点,连接AE,AP,若A
4、P+12BP的最小值恰好等于图中某条线段的长,则这条线段是()AABBAECBDDBE思路引领:由菱形的性质可得DBC=12ABC30,可得PF=12BP,可得AP+12BPAP+PF,由垂线段最短,可求解解:如图,过点P作PFBC于点F,四边形ABCD是菱形,DBC=12ABC30,且PFBC,PF=12BP,AP+12BPAP+MP,当点A,点P,点F三点共线且垂直BC时,AP+PF有最小值,AP+12BP最小值为AE故选:B总结提升:本题考查了菱形的性质,直角三角形的性质,最短路径问题,熟练运用菱形的性质是本题的关键4(2022春新罗区校级月考)如图,ABC中,ABAC10,BEAC于点
5、E,BE2AE,D是线段BE上的一个动点,则CD+55BD的最小值是()A25B45C55D10思路引领:过点D作DHAB,垂足为H,过点C作CMAB,垂足为M,在RtABE中,利用勾股定理求出AE,BE的长,再证明DH=55BD,从而可得CD+55BDCD+DH,然后再由垂线段最短即可解答解:过点D作DHAB,垂足为H,过点C作CMAB,垂足为M,BEAC,AEB90,BE2AE,AB10,AE2+BE2AB2,5AE2100,AE25或AE25(舍去),BE2AE45,sinABE=AEAB=2510=55,AA,AEBAMC90,ABAC,AEBAMC(AAS),CMBE45,在RtBH
6、D中,DHBDsinABE=55BD,CD+55BDCD+DH,CD+DHCM,CD+55BD45,CD+55BD的最小值是:45,故选:B总结提升:本题考查了胡不归问题,等腰三角形的性质,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键5(2021秋澄海区期末)如图,在平面直角坐标系中,二次函数yx2+3x4的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,若P是x轴上一动点,点Q(0,2)在y轴上,连接PQ,则PQ+22PC的最小值是()A6B2+322C2+32D32思路引领:过P作PHBC,过Q作QHBC再由PH=22PC得PQ+22PCPQ+PH,根据垂线段最短可知,PQ+PH的最
7、小值为QH,求出QH即可解:连接BC,过P作PHBC,过Q作QHBC,令y0,即x2+3x40,解得x4或1,A(1,0),C(4,0),OBOC4,BOC90,PCH45,PHPCsin45=22PCPQ+22PCPQ+PH,根据垂线段最短可知,PQ+PH的最小值为QH,BQOB+OQ4+26,QBH45,QHsin45BQ32,PQ+22PC的最小值为32故选:D总结提升:本题考查胡不归问题,二次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是将求PQ+22PC的最小值转化为求PQ+PH的最小值属于中考选择题中的压轴题6(2022秋任城区校级期末)如图,ABC中,AB
8、AC15,tanA2,BEAC于点E,D是线段BE上的一个动点,则CD+55BD的最小值是()A35B65C53D10思路引领:如图,作DHAB于H,CMAB于M由tanA=BEAE=2,设AEa,BE2a,利用勾股定理构建方程求出a,再证明DH=55BD,推出CD+55BD=CD+DH,由垂线段最短即可解决问题解:如图,作DHAB于H,CMAB于MBEAC,AEB90,tanA=BEAE=2,设AEa,BE2a,则有:225a2+4a2,a245,a35或35(舍弃),BE2a65,ABAC,BEAC,CMAB,CMBE65(等腰三角形两腰上的高相等),DBHABE,BHDBEA,sinDB
9、H=DHBD=AEAB=55,DH=55BD,CD+55BD=CD+DH,CD+DHCM,当点H与M重合,且C,D,H共线时,CD+DH的值最小,CD+55BD的最小值为线段CM的长,CD+55BD的最小值为65故选:B总结提升:本题考查解直角三角形,等腰三角形的性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,用转化的思想思考问题,属于中考常考题型7(2022邗江区二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=49x2+83x与x轴的正半轴交于点A,B点为抛物线的顶点,C点为该抛物线对称轴上一点,则3BC+5AC的最小值为()A24B25C30D36思路引领:连接OB,过C点作CMOB于M
10、点,过A点作ANOB于N点,抛物线的对称轴与x轴交于点D,先求出抛物线与坐标轴的交点坐标,继而得出BD、OA、OD,再证明OBDCBM,OBDOAN,进而可得3BC+5AC5MC+5AC5(AC+CM),当A、C、M三点共线,且三点连线垂直OB时,AC+CM最小,根据ANOA=BDOB求出AN,AC+CM最小值即为AN,则问题得解解:连接OB,过C点作CMOB于M点,过A点作ANOB于N点,抛物线的对称轴与x轴交于点D,如图,令y0,得方程49x2+83x=0,解得:x10,x26,A点坐标为(6,0),即OA6,将y=49x2+83x配成顶点式得:y=49(x3)2+4,B点坐标为(3,4)
11、,BD4,OD3,CMOB,ANOB,BMCANO90,根据抛物线对称轴的性质可知BDOA,BDO90,在RtBDO中,利用勾股定理得OB=OD2+BD2=32+42=5,OBDCBM,BDOBMC90,OBDCBM,同理可证得OBDOAN,BCMC=BOOD,ANOA=BDOB,BCMC=BOOD=53,即3BC5MC,3BC+5AC5MC+5AC5(AC+CM),当A、C、M三点共线,且三点连线垂直OB时,AC+CM最小,AC+CM最小值为AN,如图所示,ANOA=BDOB,AN=BDOBOA=456=245,AC+CM最小值245,即3BC+5AC5(AC+CM)24故选:A总结提升:本
12、题考查了求抛物线与坐标轴的交点和抛物线顶点的坐标、相似三角形的判定与性质、垂线段最短等知识,利用三角形相似得出3BC5MC,进而得出3BC+5AC5(AC+CM)是解答本题的关键8(2021锦州二模)如图所示,菱形ABCO的边长为5,对角线OB的长为45,P为OB上一动点,则AP+55OP的最小值为()A4B5C25D35思路引领:如图,过点A作AHOC于点H,过点P作PFOC于点F,连接AC交OB于点J利用面积法求出AH,再证明PF=55OP,利用垂线段最短,可得结论解:如图,过点A作AHOC于点H,过点P作PFOC于点F,连接AC交OB于点J四边形OABC是菱形,ACOB,OJJB25,C
13、J=OC2OJ2=52(25)2=5,AC2CJ25,AHOC,OCAH=12OBAC,AH=1245255=4,sinPOF=PFOP=CJOC=55,PF=55OP,AP+55OPAP+PF,AP+PFAH,AP+55OP4,AP+55OP的最小值为4,故选:A总结提升:本题考查胡不归问题,菱形的性质,垂线段最短,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型二填空题9(2022春广陵区期末)如图,在菱形ABCD中,ABAC10,对角线AC、BD相交于点O,点M在线段AC上,且AM2,点P为线段BD上的一个动点,则MP
14、+12PB的最小值是 思路引领:过P点作PHBC于H,过M点作MNBC于N,如图,根据菱形的性质得到ABBC,BO平分ABC,AOBD,再判断ABC为等边三角形得到ABCACB60,则OBC30,所以PH=12BP,则MP+12PBMP+PH,所以MP+PH的最小值为MN的长,然后利用含30度角的直角三角形三边的关系求出MN即可解:过P点作PHBC于H,过M点作MNBC于N,如图,四边形ABCD为菱形,ABBC,BO平分ABC,AOBD,ABAC10,ABACBC10,ABC为等边三角形,ABCACB60,OBC30,PH=12BP,MP+12PBMP+PH,当M、P、H共线时,MP+PH的值
15、最小,即MP+PH的最小值为MN的长,AM2,CM1028,在RtMNC中,MCN60,CN=12CM4,MN=3CN43,即MP+12PB的最小值为43故答案为:43总结提升:本题考查了胡不归问题:利用垂线段最短解决最短路径问题,把12PB转化为PH是解决问题的关键也考查了菱形的性质和等边三角形的性质10(2022春武汉期末)如图,ABCD中A60,AB6,AD2,P为边CD上一点,则3PD+2PB最小值为 思路引领:由直角三角形的性质可得DH=12DP,HP=3DH=32DP,则当点H,点P,点H三点共线时,HP+PB有最小值,即3PD+2PB有最小值,即可求解解:如图,过点P作PHAD,
16、交AD的延长线于H,四边形ABCD是平行四边形,ABCD,ACDH60,HPAD,DPH30,DH=12DP,HP=3DH=32DP,3PD+2PB2(32PD+PB)2(HP+PB),当点H,点P,点H三点共线时,HP+PB有最小值,即3PD+2PB有最小值,此时:BHAH,A60,ABP30,AH=12AB3,BH=3AH33,则3PD+2PB最小值为63,故答案为:63总结提升:本题考查了胡不归问题,平行四边形的性质,直角三角形的性质,构造直角三角形是解题的关键11(2022春江汉区月考)如图,ABC中,ABAC10,A30BD是ABC的边AC上的高,点P是BD上动点,则32BP+CP的
17、最小值是 思路引领:过点P作PEAB于点E,先在RtABD中求出ABD及BD,再在RtBPE中利用sin60得到32BP+CP=EP+CP,当当C、P、E三点在同一直线上,且CEAB时其取得最小值,最小值为CE,计算即可求出结果解:过点P作PEAB于点E,在RtABD中,ABD180903060,BD=12AB=5,在RtBPE中,sin60=EPBP=32,EP=32BP,32BP+CP=EP+CP,当C、P、E三点在同一直线上,且CEAB时32BP+CP=EP+CP取得最小值ABAC10,BDAC,CEAB,CEBD5,32BP+CP=EP+CP的最小值为5故答案为5总结提升:此题是胡不归
18、模型,涉及到等腰三角形的性质,直角三角形的性质、锐角三角函数等,解题关键是将32BP+CP转化成EP+CP12(2022江北区开学)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=33x3分别交x轴、y轴于A、B两点,若C为x轴上的一动点,则2BC+AC的最小值为 思路引领:先求出点A,点B坐标,由勾股定理可求AB的长,作点B关于OA的对称点B,可证ABB是等边三角形,由直角三角形的性质可得CH=12AC,则2BC+AC2(BC+CH),即当点B,点C,点H三点共线时,BC+CH有最小值,即2BC+AC有最小值,由直角三角形的性质可求解解:一次函数y=33x3分别交x轴、y轴于A、B两点,点A(3,0)
19、,点B(0,3),AO3,BO=3,AB=AO2+OB2=9+3=23,如图,作点B关于OA的对称点B,连接 AB,BC,过点C作CHAB于H,OBOB=3,又AOBB,BB23,ABAB23,BCBC,ABBBBA,ABB是等边三角形,AOBB,BAO30,CHAB,CH=12AC,2BC+AC2(BC+12AC)2(BC+CH),当点B,点C,点H三点共线时,BC+CH有最小值,即2BC+AC有最小值,此时,BHAB,ABB是等边三角形,BHAH=3,BBH30,BH=3BH3,2BC+AC的最小值为6,故答案为:6总结提升:本题是胡不归问题,考查了一次函数的性质,等边三角形的判定和性质,
20、直角三角形的性质,确定点C的位置是解题的关键13(2021秋缙云县期末)如图,在直角坐标系中,点M的坐标为(0,2),P是直线y=3x在第一象限内的一个动点(1)MOP (2)当MP+12OP的值最小时,点P的坐标是 思路引领:(1)设P(t,3t),过点P作PHx轴交于H,由tanPOH=3,则POH60,即可求MOP30;(2)作M点关于直线y=3x的对称点M,过M作MNy轴交于N,连接MM,则有MP+12OPMP+NPMN,此时MP+12OP的值最小解:(1)设P(t,3t),过点P作PHx轴交于H,OHt,PH=3t,tanPOH=PHOH=3,POH60,MOP30,故答案为:30;
21、(2)作M点关于直线y=3x的对称点M,过M作MNy轴交于N,连接MM,MPMP,MOP30,NP=12OP,MP+12OPMP+NPMN,此时MP+12OP的值最小,MMOP,MOP30MG=12OM,M(0,2),MG1,MM2,OMG60,MN1,ON1,P(33,1),故答案为:P(33,1)总结提升:本题考查胡不归问题,熟练掌握胡不归问题的解题方法,轴对称求最短距离的方法,直角三角形的性质是解题的关键14(2022马鞍山一模)如图,AC垂直平分线段BD,相交于点O,且OBOC,BAD120(1)ABC (2)E为BD边上的一个动点,BC6,当AE+12BE最小时BE 思路引领:(1)
22、根据垂直平分线的性质以及等腰三角形的性质即可求得ABC;(2)作A关于OB的对称点A,过A作AGAB于G,过点E作EFAB于F,将12BE转化为EF,再根据AE+12BEAE+FEAG,设AG与OB交于E,BE即为当AE+12BE最小时的BE,求出BE即可解:(1)AC垂直平分线段BD,ABAC,ABDADB,BAD120,ABD(180120)230,OBOC,OBOC,OBC45,ABC30+4575,故答案为:75;(2)作A关于OB的对称点A,过A作AGAB于G,过点E作EFAB于F,ABO30,ABO30,FE=12BE,AE+12BEAE+FEAG,设AG与OB交于E,BE即为当A
23、E+12BE最小时的BE,BC6,OBC45,OBOCBCcos45=32,cosABO=OBBA=32BA=32,BA=26,ABA60,ABAB,ABA为等边三角形,BG=12BA=6,cosABO=BGBE=6BE=32,BE22故答案为:22总结提升:本题主要考查了等腰三角形的性质,垂直平分线的性质,锐角三角函数解三角形,解决此题的关键是作出垂线EF和AG,将12BE转化为EF15(2021秋福清市期末)如图,ABC为等边三角形,BD平分ABC,ABC的面积为3,点P为BD上动点,连接AP,则AP+12BP的最小值为 思路引领:过A作AFCB于E,过点P作PEBC于E,故PE=12BP
24、,故AP+12BPAP+PEAF,求出AF即可解:过A作AFCB于E,过点P作PEBC于E,ABC为等边三角形,BD平分ABC,DBC30,PE=12BP,AP+12BPAP+PEAF,ABC的面积为3,34AC2=3,AC2,12BCAF=3,AF=3,AP+12BP的最小值为3故答案为:3总结提升:本题主要考查了含30角的直角三角形中,30所对的直角边等于斜边一半,作出垂线PE,得到PE=12BP是解决本题的关键16(2021秋亭湖区期末)如图,在平面直角坐标系中,ACB90,A30,点A(3,0),B(1,0)根据教材第65页“思考”栏目可以得到这样一个结论:在RtABC中,AB2BC请
25、在这一结论的基础上继续思考:若点D是AB边上的动点,则CD+12AD的最小值为 思路引领:作射线AG,使得BAG30,过D作DEAG于E,过C作CFAG于F,故DE=12AD,故CD+12ADCD+DECF,求出CF即可解:作射线AG,使得BAG30,过D作DEAG于E,过C作CFAG于F,DE=12AD,CD+12ADCD+DECF,A(3,0),B(1,0)AB4,ACB90,A30,BC=12AB2,AC=AB2BC2=23,CAGCAB+BAG60,AF=12AC=3,CF=AC2AF2=3,CD+12AD的最小值为3故答案为:3总结提升:本题主要考查了含30直角三角形中,30所对的直
26、角边等于斜边一半,作出射线AG,使得BAG30是本题的关键17(2021秋宜兴市期末)如图,在ABC中,ACB90,A30,点C沿BE折叠与AB上的点D重合连接DE,请你探究:BCAB=12;请在这一结论的基础上继续思考:如图,在OPM中,OPM90,M30,若OM2,点G是OM边上的动点,则PG+12MG的最小值为 思路引领:由折叠的性质可得ADBD,BCBD,则有AB2BC;作P点关于OM的对称点P,作PNPM交于N点,交OM于G点,PG+12MG=PG+GNPN,此时PG+12MG的值最小,求出PN的长即为所求解:ACB90,A30,ABC60,点C沿BE折叠与AB上的点D重合,DBEC
27、BE30,AABE,BDEC90,ADBD,BCBD,AB2BC,BCAB=12,作P点关于OM的对称点P,作PNPM交于N点,交OM于G点,PGPG,M30,NG=12GM,PG+12MG=PG+GNPN,此时PG+12MG的值最小,OM2,在RtOPM中,OP=12OM1,PM=3,在RtPDM中,PD=12PM=32,PP=3,P30,PN=32,在RtPPN中,PN=32,PG+12MG的最小值为32,故答案为:12,32总结提升:本题是图形的折叠变换,熟练掌握折叠的性质,直角三角形的勾股定理,正确作出辅助线利用轴对称求路线最短是解题的关键18(2021秋汕尾期末)如图,在平面直角坐标
28、系中,二次函数yx22x+c的图象与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B(0,3),若P是x轴上一动点,点D(0,1)在y轴上,连接PD,则C点的坐标是 ,2PD+PC的最小值是 思路引领:过点P作PJBC于J,过点D作DHBC于H根据2PD+PC=2(PD+22PC)=2(DP+PJ),求出DP+PJ的最小值即可解决问题解:过点P作PJBC于J,过点D作DHBC于H二次函数yx22x+c的图象与y轴交于点B(0,3),c3,二次函数的解析式为yx22x3,令y0,x22x30,解得x1或3,A(1,0),C(3,0),OBOC3,BOC90,OBCOCB45,D(0,1),OD1,BD4,DH
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