中考培优竞赛专题经典讲义 第10讲最值问题之三角形三边关系.docx

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中考培优竞赛专题经典讲义第10讲最值问题之三角形三边关系

第10讲最值问题之三角形三边关系

模型讲解

问题:

在直线l上找一点P,使得

的值最大

解析:

连接AB,并延长与1交点即为点P.

证明:

如图,根据△ABP

三边关系,BP

-AP

B-P

A

【例题讲解】

例题1、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=2,BC=1,运动过程中,点D到点O的最大距离为

____________.

【解答】

解:

如图,取AB的中点E,连接OD、OE、DE,

∠MON=90°,AB=2

OE=AE=

AB=1,

BC=1,四边形ABCD是矩形,

AD=BC=1,

DE=

根据三角形的三边关系,OD

当OD过点E时最大,最大值为

+1.

故答案为:

+1.

 

【总结】

1、我们如何知道是哪个三角形呢?

我们利用三角形三边关系来解题,但这个构造出来的三角形是有条件的,即“这个三角形有两条边为定值,另外一边为需要我们求的那条边”。

 

【巩固练习】

1、如图,∠MON=90°,边长为2的等边三角形ABC的顶点A、B分别在边OM、ON上,当B在边ON上运动时,A随之在边OM上运动,等边三角形的形状保持不变,运动过程中,点C到点O的最大距离为____________.

2、在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=2,点A、C分别在x轴、y轴上,当点A在x轴上运动时,点C随之在y轴上运动,在运动过程中,点B到原点的最大距离是___________________.

3、如右图,正六边形ABCDEF的边长为2,两顶点A、B分别在x轴和y轴上运动,则顶点D到原点O的距离的最大值和最小值的乘积为___________________.

4、如图,平面直角坐标系中,将含30°的三角尺的直角顶点C落在第二象限.其斜边两端点A、B分别落在x轴、y轴上,且AB=12cm

(1)若OB=6cm.

①求点C的坐标;

②若点A向右滑动的距离与点B向上滑动的距离相等,求滑动的距离;

(2)点C与点O的距离的最大值=_____________cm.

5、如图,抛物线

经过△ABC的三个顶点,已知BC//x轴,点A在x轴上,点C在y轴上,OA=

BC,且AC=BC.

(1)求抛物线的解析式;

(2)若Q为直线AB上一点,点D为抛物线与x轴的另一个交点,求|QC-QD|的取值范围.

 

模型讲解

如图,在⊙O外有一点P,在圆上找一点Q,使得PQ最短

在⊙O上任取一点Q,连接QO和OP,在△OQP中,根据三角形三边关系,

0Q+QP>OP

OP=0Q

+Q

P,且OQ=0Q

0Q+QP>0Q

+Q

P

QP>Q

P

所以连接OP,与圆的交点即为所求点Q,此时PQ最短.

【另外三种情况】

点P在圆外,PQ最长点P在圆内,PQ最长点P在圆内,PQ最短

【总结】可见,点与圆的最值问题在本质上仍然是利用了三角形三边关系。

【例题讲解】

例题1、如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,E是AB边的中点,F是线段BC边上的动点,将△EBF沿EF所在直线折叠得到△EB

F,连接B

D,则B

D的最小值是___________.

【解析】

如图,根据已知条件,在△EB

D中,我们发现,EB

为定值2,ED根据勾股定理计算可得也为定值

,而B

D即为要我们求的那条边,所以我们就知道,△EB'D就是我们要找的三角形,

B

D≤ED-EB

当B

在ED上时,B

D最小

B

D的最小值为

-2

 

【巩固练习】

1、如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,以BC为直径的半圆交AB于D,P是弧CD上的一个动点,连接AP,则AP的最小值是_______________.

2、如图,在平面直角坐标系中,已知点A(1,0),B(1-a,0),C(1+a,0)(a>0),点P在以D(4,4)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则a的最大值_______________.

3、如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,以边AB的中点O为圆心,作半圆与AC相切,点P,Q分别是边BC和半圆上的动点,连接PQ,则PQ长的最大值与最小值的和是_____________.

4、如图,已知直线y=

x-3与x轴、y轴分别交于A、B两点,P是以C(0,1)为圆心,1为半径的圆上一动点,连结PA、PB.则△PAB面积的最大值是________________.

5、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________________.

6、如图,在平行四边形ABCD中,∠BCD=30°,BC=4,CD=3

,M是AD边的中点,N是AB边上的一动点,将△AMN沿MN所在直线翻折得到△A

MN,连接A

C,则A

C长度的最小值是____________.

7、如图,菱形ABCD中,∠A=60°,AB=3,⊙A、⊙B的半径分别为2和1,P、E、F分别是边CD、⊙A和⊙B上的动点,则PE+PF的最小值是____________.

8、如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点E、F分别为AD、DC边上的点,且EF=2,点G为EF的中点,点P为BC上一动点,则PA+PG的最小值为______________.

9、如图,边长为1的正方形ABCD中,以A为圆心,1为半径作

,将一块直角三角板的直角顶点P放置在

(不包括端点B、D)上滑动,一条直角边通过顶点A,另一条直角边与边BC相交于点Q,连接PC,则△CPQ周长的最小值为____________.

10、问题情境:

如图1,P是⊙0外的一点,直线PO分别交⊙0于点A、B,则PA是点P到⊙0上的点的最短距离.

(1)探究:

如图2,在⊙0上任取一点C(不为点A、B重合),连接PC、OC.试证明:

PA

(2)直接运用:

如图3,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,以BC为直径的半圆交AB于D,P是

上的一个动点,连接AP,则AP的最小值是______________.

(3)构造运用:

如图4,在边长为2的菱形ABCD中,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上一动点,将△AMN沿MN所在的直线翻折得到△A

MN,连接A

C,请求出A

B长度的最小值.

解:

由折叠知A

M=AM,又M是AD的中点,可得MA=MA

=MD,故点A

在以AD为直径的圆上.(请继续完成解题过程)

(4)综合应用:

①如图5,E,F是正方形ABCD的边AD上两个动点,满足AE=DF.连接CF交BD于点G,连接BE交AG于点H.若正方形的边长为2,则线段DH长度的最小值是__________.

②如图6,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________________.

 

1.解:

如图,取AB的中点D,连接OD、CD,

∵△ABC是等边三角形,

∴CD=

×2=

∵∠MON=90°,

∴OD=

AB=

×2=1,

由图可知,当点O、C、D三点共线时点C到点O的距离最大,

最大值为

+1.

故答案为:

+1.

2.解:

如图,取CA的中点D,连接OD、BD,

则OD=CD=

AC=

×4=2,

由勾股定理得,BD=

=2

当O、D、B三点共线时点B到原点的距离最大,

所以,点B到原点的最大距离是2+2

故答案为:

2+2

3.解:

当O、D、AB中点共线时,OD有最大值和最小值,

如图,BD=2

,BK=1,

∴DK=

,OK=BK=1,

∴OD的最大值为:

1+

同理,把图象沿AB边翻折180°得最小值为:

1+

﹣1×2=

﹣1,

∴顶点D到原点O的距离的最大值和最小值的乘积为:

+1)(

﹣1)=12.

故答案为:

12.

4.解:

(1)①过点C作y轴的垂线,垂足为D,如图1:

在Rt△AOB中,AB=12,OB=6,则BC=6,

∴∠BAO=30°,∠ABO=60°,

又∵∠CBA=60°,

∴∠CBD=60°,∠BCD=30°,

∴BD=3,CD=3

所以点C的坐标为(﹣3

,9);

②设点A向右滑动的距离为x,根据题意得点B向上滑动的距离也为x,如图2:

AO=12×cos∠BAO=12×cos30°=6

∴A'O=6

﹣x,B'O=6+x,A'B'=AB=12

在△A'OB'中,由勾股定理得,

(6

﹣x)2+(6+x)2=122,

解得:

x=6(

﹣1),

∴滑动的距离为6(

﹣1);

(2)设点C的坐标为(x,y),过C作CE⊥x轴,CD⊥y轴,垂足分别为E,D,如图3:

则OE=﹣x,OD=y,

∵∠ACE+∠BCE=90°,∠DCB+∠BCE=90°,

∴∠ACE=∠DCB,

又∵∠AEC=∠BDC=90°,

∴△ACE∽△BCD,

,即

∴y=﹣

x,

OC2=x2+y2=x2+(﹣

x)2=4x2,

∴取AB中点D,连接CD,OD,则CD与OD之和大于或等于CO,当且仅当C,D,O三点共线时取等号,此时CO=CD+OD=6+6=12,

故答案为:

12.

5.解:

(1)∵OA=

BC,AC=BC

∴设OA=3k,AC=BC=5k(k>0)

∴OC=

∵当x=0时,y=ax2﹣10ax+c=c

∴C(0,c),即OC=c=4k

∴k=

∴A(﹣

,0)B(

,c)

∵抛物线经过点A、B

解得:

∴抛物线解析式为:

y=﹣

x2+

x+8

(2)如图2,在x轴上截取AE=AC,连接QE

∵AC=BC

∴∠CAB=∠CBA

∵CB∥x轴

∴∠CBA=∠BAD

∴∠CAB=∠BAD

在△ACQ与△AEQ中

∴△ACQ≌△AEQ(SAS)

∴QC=QE

∴|QC﹣QD|=|QE﹣QD|≤DE

∵y=0时,﹣

x2+

x+8=0,解得:

x1=﹣6,x2=16

∴A(﹣6,0),D(16,0)

∴AE=AC=

=10

∴DE=AD﹣AE=AD﹣AC=16﹣(﹣6)﹣10=12

∴0≤|QC﹣QD|≤12

1.解:

如图1,取BC的中点E,

连接AE,交半圆于P',在半圆上取一点P,连接AP,EP,

在△AEP中,AP+EP>AE,

即:

AP'是AP的最小值,

∵AE=

,P'E=1,

∴AP'=

﹣1;

故答案为:

﹣1;

2.解:

∵A(1,0),B(1﹣a,0),C(1+a,0)(a>0),

∴AB=1﹣(1﹣a)=a,CA=a+1﹣1=a,

∴AB=AC,

∵∠BPC=90°,

∴PA=AB=AC=a,

如图延长AD交⊙D于P′,此时AP′最大,

∵A(1,0),D(4,4),

∴AD=5,

∴AP′=5+1=6,

∴a的最大值为6.

故答案为6.

3.解:

如图,设⊙O与AC相切于点E,连接OE,作OP1⊥BC垂足为P1交⊙O于Q1,

此时垂线

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