中考数学几何专项练习:动点路径线段最值问题(解析版).docx
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- 中考 数学 几何 专项 练习 路径 线段 问题 解析
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1、中考数学几何专项练习:动点路径线段最值问题一、填空题1如图,在平行四边形ABCD中,AB2,ABC45,点E为射线AD上一动点,连接BE,将BE绕点B逆时针旋转60得到BF,连接AF,则AF的最小值是 【答案】【分析】如图,以AB为边向下作等边ABK,连接EK,在EK上取一点T,使得ATTK证明ABFKBE(SAS),推出AFEK,根据垂线段最短可知,当KEAD时,KE的值最小,用勾股定理求出EK即可解决问题【详解】如图,以AB为边向下作等边ABK,连接EK,在EK上取一点T,使得ATTKBEBF,BKBA,又EBFABK60,ABFKBE,ABFKBE(SAS),AFEK,根据垂线段最短可知
2、,当KEAD时,KE的值最小,四边形ABCD是平行四边形,ADBC,ABC45,BAD180ABC135,BAK60,EAK75,AEK90,AKE15,TATK,TAKAKT15,ATETAK+AKT30,设AEa,则ATTK2a,ET=a,在RtAEK中,AK2AE2+EK2,a2+(2a+a)24,a,EK2a+a,AF的最小值为故答案为【点睛】本题考查旋转的性质,平行四边形的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,垂线段最短,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等的三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题2如图,在一个的网格中,点都在格点上,点P是线段AB上的
3、一个动点,连接OP,将线段OA沿直线OP进行翻折,点A落在点C处,连接BC,以BC为斜边在直线BC的左侧(或下方)构造等腰直角三角形,则点P从A运动到B的过程中,线段BC的长的最小值为 ,线段BD所扫过的区域内的格点的个数为(不包含所扫过的区域边界上的点) 【答案】 4【分析】根据仅当C在OB上时等号成立,由折叠性质可知OA=OC,从而求出BC的最小值;再证明,而且相似比为:1,从而得出点D在以为半径的圆弧上运动,由此画出图形即可得出格点的个数【详解】解:如图,连接OB,AD,又仅当C在OB上时等号成立,BC的最小值,又,BC的最小值,和均为等腰直角三角形,又,即,如图:点D在以为半径的圆弧上
4、运动,当点P与点A重合时,点D在处,当点P与点B重合时,点D在处,线段BD所扫过的区域内的格点的个数为(不包含所扫过的区域边界上的点)4个故答案为:,4【点睛】本题主要考查了对称变换和旋转相似,解题关键是通过旋转相似证明,从而得出点D在以为半径的圆弧上运动,再根据画图得出结论3如图,在RtABC中,BAC90,AB6,AC8,点P为BC上任意一点,连接PA,以PA,PC为邻边作平行四边形PAQC,连接PQ,则PQ的最小值为 【答案】/4.8【分析】设,交于点,四边形PAQC是平行四边形,则,即求的最小值即可,当时,取得最小值,即最小,过点作于点,当重合时,最小,据此即可求得的最小值【详解】如图
5、,设,交于点,过点作于点,四边形PAQC是平行四边形, ,当时,取得最小值,即最小,当重合时,最小,BAC90,AB6,AC8,又故答案为:【点睛】本题考查了平行四边形的性质,垂线段最短,相似三角形的性质与判定,求得的长是解题的关键4如图RtABC中,BAC90,AB3,AC4,点P为BC上任意一点,连接PA,以PA,PC为邻边作平行四边形PAQC,连接PQ,则PQ的最小值为 【答案】【分析】利用勾股定理得到BC边的长度,根据平行四边形的性质,得知OP最短即为PQ最短,利用垂线段最短得到点P的位置,再证明CABCPO利用对应线段的比得到OP的长度,继而得到PQ的长度【详解】BAC90,AB3,
6、AC4,BC5,四边形APCQ是平行四边形,POQO,COAO,PQ最短也就是PO最短,过O作BC的垂线OP,ACBPCO,CPOCAB90,CABCPO,OP,则PQ的最小值为2OP,故答案为:【点睛】考查线段的最小值问题,结合了平行四边形性质和相似三角形求线段长度,本题的关键是利用垂线段最短求解,学生要掌握转换线段的方法才能解出本题5如图,RtABC中,ACB90,ACBC8,F为AC中点,D是线段AB上一动点,连接CD,将线段CD绕点C沿逆时针方向旋转90得到线段CE,连接EF,则点D在运动过程中,EF的最大值为 ,最小值为 【答案】 【分析】取BC的中点G,连接DG,依据DCGECF(
7、SAS),即可得出EFDG,再根据点D是线段AB上一动点,利用勾股定理即可得到EF的最大值以及最小值【详解】解:如图所示,取BC的中点G,连接DG,由旋转可得DCEC,DCE90,又ACB90,ACBC8,F为AC中点,CGCF,DCG+ACDECF+ACD90,DCGECF,DCGECF(SAS),EFDG,如图1所示,当GDAB时,DG最短,此时BDG是等腰直角三角形,DGBGsin4542 ,即EF的最小值为2;当D与B重合时,DGBG4;如图2所示,当D与A重合时,DG4,即EF的最大值为故答案为:,2【点睛】本题主要考查了等腰直角三角形的性质以及旋转的性质的运用,全等三角形的判定是结
8、合全等三角形的性质证明线段和角相等的重要工具在判定三角形全等时,关键是选择恰当的判定条件6已知:如图,等腰直角,点D为外一点,连接CD,BC的长为 【答案】【分析】过作于,过作交的延长线于,由,得到,证出,推出,得到,设,根据勾股定理得到,于是得到【详解】解:过作于,过作交的延长线于,在与中,设,在中,即:,解得:;(不合题意,舍去),故答案为:【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理的应用,正确的作出辅助线构造全等三角形是解题的关键7如图,在RtABC中,BAC90,BC5,AB3,点D是线段BC上一动点,连接AD,以AD为边作ADEABC,点N是AC的中点,
9、连接NE,当线段NE最短时,线段CD的长为 【答案】【分析】如图,连接EC,作AHBC于H首先证明ECBC,推出ENEC时,EN的值最小,解直角三角形求出CH,DH即可解决问题;【详解】解:如图,连接EC,作AHBC于HABCADE,AED=ACD,A,D,C,E四点共圆,DAE+DCE=180,DCE=DAE=90,ECBC,NEEC时,EN的值最小,作AGCE交CE的延长线于G在RtABC中,BC=5,AB=3,AC=4,ENCACB,EC=,AH=CG=,NEAG,AN=NC,GE=EC=,HAG=DAE,DAH=EAG,AHD=G=90,AHDAGE,DH=,CD=DH+CH=故答案为
10、【点睛】本题考查相似三角形的性质、勾股定理、垂线段最短、四点共圆等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考填空题中的压轴题8如图,在中,点E为边AB上的一个动点,连接ED并延长至点F,使得,以EC、EF为邻边构造,连接EG,则EG的最小值为 【答案】9【分析】连接FC,作DM/FC,得DEMFEO,DMNCON,进一步得出DM=,EO=,过C作CHAB于H,可求出CH=,根据题意,EG必过点N,当ENCD时,EG最小,此时四边形EHCN是矩形,故可得EN=CH=,代入EO=求出EO即可得到结论【详解】解:连接FC,交EG于点O,过点D作DM/FC,交EG于点M,如图所示,DM/FC,DEM
11、FEO,DM/FC,DMNCON,,四边形ECGF是平行四边形,CO=FO, ,过点C作CHAB于点H,在RtCBH,B=60,BC=8,CH=BCsin60=4,根据题意得,EG必过点N,当ENCD时,EG最小,此时四边形EHCN是矩形,EN=CH=4,EO=, EG=2EO=9 故答案为:9【点睛】本题考查了平行四边形的性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题9如图,在矩形中,分别为,边的中点动点从点出发沿向点运动,同时,动点从点出发沿向点运动,连接,过点作于点,连接若点的速度是点的速度的2倍,在点从
12、点运动至点的过程中,线段长度的最大值为 ,线段长度的最小值为 【答案】 【分析】连接EF,则EFAB,过点P作PGCD于点G,如图1,由于,而PG=3,所以当GQ最大时PQ最大,由题意可得当P、A重合时GQ最大,据此即可求出PQ的最大值;设EF与PQ交于点M,连接BM,取BM的中点O,连接HO,如图2,易证FQMEPM,则根据相似三角形的性质可得EM为定值2,于是BM的长度可得,由BHM=BEM=90可得B、E、H、M四点共圆,且圆心为点O,于是当D、H、O三点共线时,DH的长度最小,最小值为DOOH,为此只需连接DO,求出DO的长即可,可过点O作ONCD于点N,作OKBC于点K,如图3,构建
13、RtDON,利用勾股定理即可求出DO的长,进而可得答案【详解】解:连接EF,则EFAB,过点P作PGCD于点G,如图1,则PE=GF,PG=AD=3,设FQ=t,则GF=PE=2t,GQ=3t,在RtPGQ中,由勾股定理得:,当t最大即EP最大时,PQ最大,由题意知:当点P、A重合时,EP最大,此时EP=2,则t=1,PQ的最大值=;设EF与PQ交于点M,连接BM,取BM的中点O,连接HO,如图2,FQPE,FQMEPM,EF=3,FM=1,ME=2,BHM=BEM=90,B、E、H、M四点共圆,且圆心为点O,当D、H、O三点共线时,DH的长度最小,连接DO,过点O作ONCD于点N,作OKBC
14、于点K,如图3,则OK=BK=1,NO=2,CN=1,DN=3,则在RtDON中,DH的最小值=DOOH=故答案为:,【点睛】本题考查了矩形的性质、勾股定理、相似三角形的判定和性质、四点共圆以及线段的最值等知识,涉及的知识点多、综合性强、具有相当的难度,属于中考压轴题,正确添加辅助线、熟练掌握上述知识是解题的关键10如图,MON=90,矩形ABCD的顶点A、B分别在边OM、ON上,当B在边ON上运动时,A随之在OM上运动,矩形ABCD的形状保持不变,其中AB=4,BC=2.运动过程中点D到点O的最大距离是 【答案】+2【分析】取AB的中点E,连接OE、DE、OD,根据三角形的任意两边之和大于第
15、三边可知当O、D、E三点共线时,点D到点O的距离最大,再根据勾股定理列式求出DE的长,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出OE的长,两者相加即可得解【详解】如图,取AB的中点E,连接OE、DE、OD,ODOE+DE,当O、D、E三点共线时,点D到点O的距离最大,此时,AB=4,BC=2,OE=AE=AB=2,DE=,OD的最大值为:+2,故答案为+2.【点睛】本题考查了直角三角形斜边中线的性质,三角形的三边关系,矩形的性质,勾股定理,根据三角形的三边关系判断出点O、E、D三点共线时,点D到点O的距离最大是解题的关键11如图,点E,F分别在矩形的边上,连接,将沿直线翻折得到连接,当点F在
16、线段上运动时,则四边形面积的最小值是 【答案】【分析】连接,作于点M,利用得到,求出,再由,当的面积最小时,的面积最小计算即可【详解】如图,连接,作于点M,在中,即:,当的面积最小时,的面积最小,当与重合时,点H到直线的距离最小,最小值为:,最小值为:,的面积最小值为:故答案为:【点睛】本题考查勾股定理,相似三角形的判定与性质,利用分割法表示四边形的面积是解题的关键12已知菱形中,边上有点点两动点,始终保持,连接取中点并连接则的最小值是 【答案】3【分析】过D点作DHBC交BC延长线与H点,延长EF交DH与点M,连接BM由菱形性质和可证明,进而可得,由BM最小值为BH即可求解【详解】解:过D点
17、作DHBC交BC延长线与H点,延长EF交DH与点M,连接BM在菱形中,又,又,当BM最小时FG最小,根据点到直线的距离垂线段最短可知,BM的最小值等于BH,在菱形中, ,又在RtCHD中,AM的最小值为6,的最小值是3故答案为:3【点睛】本题考查了动点线段的最小值问题,涉及了菱形的性质、等腰三角形性质和判定、垂线段最短、中位线定理等知识点;将“两动点”线段长通过中位线转化为“一定一动”线段长求解是解题关键13如图,在四边形ABCD中,且,点E是AB的中点,连接DE,当DE取最大值时,AC的长为 【答案】【分析】如图1,连接CE,过点E作EFED,且EF=DE,连接CF、DF,根据等腰直角三角形
18、的性质可得CE=AE,CEAB,根据角的和差关系可得AED=CEF,利用SAS可证明AEDCEF,根据全等三角形的性质可得AD=CF,根据三角形三边关系可得当C、D、F共线时DF最长,此时DE取最大值,如图2,过E作EGDF于G,根据等腰直角三角形的性质可得EG=DF=3,进而可求出CG的长,利用勾股定理可求出CE的长,利用勾股定理即可得答案【详解】如图1,连接CE,过点E作EFED,且EF=DE,连接CF、DF,且,ABC是等腰直角三角形,点E为AB中点,CE=AE,CEAB,DCE+AED=90,DCE+CEF=90,AED=CEF,在AED和CEF中,AEDCEF,AD=CF,在CDF中
19、,CD+CFDF,当C、D、F共线时DF最长,此时DF=CD+CF=CD+AD=6,DEF是等腰直角三角形,DF取最大值时,DE取最大值,如图2,当C、D、F共线时,过E作EGDF于G,DF=6,DEF是等腰直角三角形,EG=DG=DF=3,CG=DG-CD=3-2=1,CE=,AC=故答案为:【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性质、三角形的三边关系及勾股定理,熟练掌握等腰三角形“三线合一”的性质及全等三角形的判定定理是解题关键14如图,在ABC中,BC9,AC12,AB15,D为直线AB上方一点,连接AD,BD,且ADB90,过D作直线BC的垂线,垂足为E,则线段BE的
20、长度的最大值为 【答案】12【分析】依题意得,所以是直角三角形,又因为ADB90,所以点A、D、C、B在以AB为直径的圆上,依题意可知当时,BE最大,据此求解即可【详解】解:在ABC中,BC9,AC12,AB15,ADB90,共圆取的中点 连接,过点作于点如图,当时, 最大,此时, , ,四边形是矩形,故答案为:12【点睛】本题考查了四点共圆,平行线的判定,垂径定理,矩形的判定和性质等知识,判定四点共圆是解题的关键15如图,在和中,E为的中点,将绕点O旋转,直线,交于点F,连接,则的最小值是 【答案】【分析】取的中点,连接,则,当三点共线时,最小,证明,进而推出,进而得到,根据三角形中位线定理
21、以及斜边上的中线等于斜边的一半,求出,进而求出的最小值【详解】解:取的中点,连接,则,当三点共线时,最小,是的中点,为的中点,的最小值为:;故答案为:【点睛】本题考查相似三角形的判定和性质,中位线定理,斜边上的中线熟练掌握相似三角形的判定方法,证明三角形相似,是解题的关键16如图,ABC中,AB2,ABC60,ACB45,点D在直线BC上运动,连接AD,在AD的右侧作ADEABC,点F为AC中点,连接EF,则EF的最小值为 【答案】【分析】作射线CE,设AC交DE于点J,过点A作AHBC于点H利用相似三角形的判定和性质证明ACE60,推出点E的运动轨迹是射线CE,当EFCE时,EF的值最小,此
22、时EFCFsin60【详解】解:作射线CE,设AC交DE于点J,过点A作AHBC于点H在RtABH中,AHABsin60 ,ACH45,AHCH,ACAH,AFCF,ADEABC,JCDAEJ,ABCADE60,AJEDJC,AJEDJC,AJDEJC,AJDEJC,ADJACE60,点E的运动轨迹是射线CE,当EFCE时,EF的值最小,此时EFCFsin60故答案为:【点睛】本题考查相似三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题,属于中考常考题型.17如图,在矩形ABCD中,AB4,BC,对角线AC、BD相交于点O,现将一个直角三角板OEF的直角顶点与O重
23、合,再绕着O点转动三角板,并过点D作DHOF于点H,连接AH.在转动的过程中,AH的最小值为 【答案】22【分析】取OD的中点G,过G作GPAD于P,连接HG,AG,依据ADB=30,可得PGDG=1,依据DHO=90,可得点H在以OD为直径的G上,再根据AH+HGAG,即可得到当点A,H,G三点共线,且点H在线段AG上时,AH最短,根据勾股定理求得AG的长,即可得出AH的最小值【详解】如图,取OD的中点G,过G作GPAD于P,连接HG,AGAB=4,BC=4AD,BD8,BD=2AB,DO=4,HG=2,ADB=30,PGDG=1,PD,AP=3DHOF,DHO=90,点H在以OD为直径的G
24、上AH+HGAG,当点A,H,G三点共线,且点H在线段AG上时,AH最短,此时,RtAPG中,AG,AH=AGHG=22,即AH的最小值为22故答案为22【点睛】本题考查了圆和矩形的性质,勾股定理的综合运用,解决问题的关键是根据DHO=90,得出点H在以OD为直径的G上18如图,点在线段上,等腰的顶角,点是矩形的对角线的中点,连接,若,则的最小值为为 【答案】【分析】过D作DGAC于G,取FC中点H,连接MH,HB由等腰的顶角,可得DG平分ADC,AG=CG=,可求GDC=60,DCG=30,在RtDGC中,由勾股定理DC2=DG2+GC2,即4DG2=DG2+9,可求DG=,CD=2由M,H
25、为中点,可得MH=,根据两点之间线段最短,可得MBMH+HB,MH为定值,HB最小时,MB最短,BHCF,可求HCB=60,CH=,由勾股定理BH=,BH最小=【详解】解:过D作DGAC于G,取FC中点H,连接MH,HB,等腰的顶角,DG平分ADC,AG=CG=,GDC=60,DCG=90-GDC=90-60=30,CD=2DG,在RtDGC中,由勾股定理DC2=DG2+GC2,即4DG2=DG2+9,DG=,CD=2,M,H为中点,MH=,根据两点之间线段最短,则有MBMH+HB,MH为定值,HB最小时,MB最短,BHCF,HCB=180-DCA-DCF=180-30-90=60,CH=,B
26、H=,BH最小=,故答案为:【点睛】本题考查等腰三角形的性质,勾股定理,30角直角三角形性质,三角形中位线,三角形三边关系,掌握等腰三角形的性质,勾股定理,30角直角三角形性质,三角形中位线,三角形三边关系是解题关键19如图,正方形的边长为8,线段绕着点逆时针方向旋转,且,连接,以为边作正方形,为边的中点,当线段的长最小时, 【答案】【分析】连接BD,BF,FD,证明EBCFBD,根据题意,知道M,F,D三点一线时,FM最小,然后过点M作MGBD,垂足为G,根据等腰直角三角形的性质、勾股定理分别求出MG和DG的长,再根据正切的定义计算即可【详解】解:连接BD,BF,FD,如图,FBD+DBE=
27、45,EBC+DBE=45,FBD=EBC,EBCFBD,FDB=ECB,DF=,由题意知:FM、DF、DM三条线段满足FM+DFMD,其中DM、DF的值一定,当M,F,D三点一线时,FM最小,过点M作MNBD,垂足为G,MBN=45,BM=AB=4,MN=BN=2,MD=4,DG=6,=,故答案为:【点睛】本题考查了正方形的性质,手拉手相似模型,锐角三角函数,勾股定理,三角形面积,线段最值模型,熟练构造相似模型,准确确定线段最小值的条件是解题的关键20如图,在矩形ABCD中,AB4,BC,M为BC边中点,E为AD边上的一动点,过点A作BE的垂线,垂足为F,连接FM,则FM的最小值为 在线段F
28、M上取点G,使GMFM,将线段GM绕点M顺时针旋转60得到NM,连接GN,CN,则CN的最小值为 【答案】 2 【分析】如图,取AB的中点O,连接OF,OM,在MO上截取MR,使得MR=MO,将MR绕点M顺时针旋转60得到MT,连接RT,TN,CT,RG求出TN,TC,根据CNTC-TN,可得结论【详解】解:如图,取AB的中点O,连接OF,OM,在MO上截取MR,使得MR=MO,将MR绕点M顺时针旋转60得到MT,连接RT,TN,CT,RGMR=MO,MG=FM,RGOF,RG=,四边形ABCD是矩形,OBM=90,AB4,BC,M为BC边中点,O为AB边中点,OB=2,BM=2,OM=4,F
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