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專題1將軍飲馬模型與最值問題【模型導(dǎo)入】什么是將軍飲馬?“白日登山望烽火,黃昏飲馬傍交河”,這是唐代詩人李頎《古從軍行》里的一句詩。而由此卻引申出一系列非常有趣的數(shù)學(xué)問題,通常稱為“將軍飲馬”?!灸P兔枋觥咳鐖D,將軍在圖中點A處,現(xiàn)在他要帶馬去河邊喝水,之后返回軍營,問:將軍怎么走能使得路程最短?【模型抽象】如圖,在直線上找一點P使得PA+PB最?。窟@個問題的難點在于PA+PB是一段折線段,通過觀察圖形很難得出結(jié)果,關(guān)于最小值,我們知道“兩點之間,線段最短”、“點到直線的連線中,垂線段最短”等,所以此處,需轉(zhuǎn)化問題,將折線段變?yōu)橹本€段.【模型解析】作點A關(guān)于直線的對稱點A’,連接PA’,則PA’=PA,所以PA+PB=PA’+PB當(dāng)A’、P、B三點共線的時候,PA’+PB=A’B,此時為最小值(兩點之間線段最短)【模型展示】【模型】一、兩定一動之點點在OA、OB上分別取點M、N,使得△PMN周長最?。颂嶮、N均為折點,分別作點P關(guān)于OA(折點M所在直線)、OB(折點N所在直線)的對稱點,化折線段PM+MN+NP為P’M+MN+NP’’,當(dāng)P’、M、N、P’’共線時,△PMN周長最?。纠}】如圖,點P是∠AOB內(nèi)任意一點,∠AOB=30°,OP=8,點M和點N分別是射線OA和射線OB上的動點,則△PMN周長的最小值為___________.【分析】△PMN周長即PM+PN+MN的最小值,此處M、N均為折點,分別作點P關(guān)于OB、OA對稱點P’、P’’,化PM+PN+MN為P’N+MN+P’’M.【解析】當(dāng)P’、N、M、P’’共線時,得△PMN周長的最小值,即線段P’P’’長,連接OP’、OP’’,可得△OP’P’’為等邊三角形,所以P’P’’=OP’=OP=8.
【模型】二、兩定兩動之點點在OA、OB上分別取點M、N使得四邊形PMNQ的周長最小。考慮PQ是條定線段,故只需考慮PM+MN+NQ最小值即可,類似,分別作點P、Q關(guān)于OA、OB對稱,化折線段PM+MN+NQ為P’M+MN+NQ’,當(dāng)P’、M、N、Q’共線時,四邊形PMNQ的周長最小?!灸P汀咳?、一定兩動之點線在OA、OB上分別取M、N使得PM+MN最小。此處M點為折點,作點P關(guān)于OA對稱的點P’,將折線段PM+MN轉(zhuǎn)化為P’M+MN,即過點P’作OB垂線分別交OA、OB于點M、N,得PM+MN最小值(點到直線的連線中,垂線段最短)題型一將軍飲馬中兩定一動模型與最值問題【專題說明】這類問題的解法主要是通過軸對稱,將動點所在直線同側(cè)的兩定點中的一個映射到直線的另一側(cè),轉(zhuǎn)化為兩點之間線段最短問題。
1、如圖,在中,,是的兩條中線,是上一個動點,則下列線段的長度等于最小值的是()A. B. C. D.【解析】在中,,AD是的中線,可得點B和點D關(guān)于直線AD對稱,連結(jié)CE,交AD于點P,此時最小,為EC的長,故選B.2、如圖,在正方形ABCD中,E是AB上一點,BE=2,AB=8,P是AC上一動點,則PB+PE的最小值_____.【解析】如圖:連接DE交AC于點P,此時PD=PB,PB+PE=PD+PE=DE為其最小值,∵四邊形ABCD為正方形,且BE=2,AB=8,∴∠DAB=90°,AD=AB=8,AE=AB-BE=6,在Rt△ADE中,根據(jù)勾股定理,得DE===10.∴PB+PE的最小值為10.3、如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,矩形的邊交軸于點,軸,反比例函數(shù)的圖象經(jīng)過點,點的坐標(biāo)為,.(1)求反比例函數(shù)的解析式;(2)點為軸上一動點,當(dāng)?shù)闹底钚r,求出點的坐標(biāo).【解析】(1)∵是矩形,∴,∵,∴,∴,又∵軸,∴,∴,∵∴,即把點代入的得,∴反比例函數(shù)的解析式為:.(2)過點作垂足為,∵,,∴,∴,∴,則點關(guān)于軸的對稱點,直線與軸的交點就是所求點,此時最小,設(shè)直線AB1的關(guān)系式為,將,,代入得,解得:,,∴直線的關(guān)系式為,當(dāng)時,,∴點
4、如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+2x+c與x軸交于A(﹣1,0)B(3,0)兩點,與y軸交于點C,點D是該拋物線的頂點.(1)求拋物線的解析式和直線AC的解析式;(2)請在y軸上找一點M,使△BDM的周長最小,求出點M的坐標(biāo);(3)試探究:在拋物線上是否存在點P,使以點A,P,C為頂點,AC為直角邊的三角形是直角三角形?若存在,請求出符合條件的點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【解析】(1)設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),即y=ax2﹣2ax﹣3a,∴﹣2a=2,解得a=﹣1,∴拋物線解析式為y=﹣x2+2x+3;當(dāng)x=0時,y=﹣x2+2x+3=3,則C(0,3),設(shè)直線AC的解析式為y=px+q,把A(﹣1,0),C(0,3)代入得,解得,∴直線AC的解析式為y=3x+3;(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,∴頂點D的坐標(biāo)為(1,4),作B點關(guān)于y軸的對稱點B′,連接DB′交y軸于M,如圖1,則B′(﹣3,0),∵M(jìn)B=MB′,∴MB+MD=MB′+MD=DB′,此時MB+MD的值最小,而BD的值不變,∴此時△BDM的周長最小,易得直線DB′的解析式為y=x+3,當(dāng)x=0時,y=x+3=3,∴點M的坐標(biāo)為(0,3);(3)存在.過點C作AC的垂線交拋物線于另一點P,如圖2,∵直線AC的解析式為y=3x+3,∴直線PC的解析式可設(shè)為y=﹣x+b,把C(0,3)代入得b=3,∴直線PC的解析式為y=﹣x+3,解方程組,解得或,則此時P點坐標(biāo)為(,);過點A作AC的垂線交拋物線于另一點P,直線PC的解析式可設(shè)為y=﹣x+b,把A(﹣1,0)代入得+b=0,解得b=﹣,∴直線PC的解析式為y=﹣x﹣,解方程組,解得或,則此時P點坐標(biāo)為(,﹣).綜上所述,符合條件的點P的坐標(biāo)為(,)或(,﹣).
5、如圖1(注:與圖2完全相同),在直角坐標(biāo)系中,拋物線經(jīng)過點三點,,.(1)求拋物線的解析式和對稱軸;(2)是拋物線對稱軸上的一點,求滿足的值為最小的點坐標(biāo)(請在圖1中探索);(3)在第四象限的拋物線上是否存在點,使四邊形是以為對角線且面積為的平行四邊形?若存在,請求出點坐標(biāo),若不存在請說明理由.(請在圖2中探索)【解析】根據(jù)點,的坐標(biāo)設(shè)二次函數(shù)表達(dá)式為:,∵拋物線經(jīng)過點,則,解得:,拋物線的表達(dá)式為:,函數(shù)的對稱軸為:;連接交對稱軸于點,此時的值為最小,設(shè)BC的解析式為:,將點的坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式:得:解得:直線的表達(dá)式為:,當(dāng)時,,故點;存在,理由:四邊形是以為對角線且面積為的平行四邊形,則,點在第四象限,則,將該坐標(biāo)代入二次函數(shù)表達(dá)式得:,或故點的坐標(biāo)為或.
題型二將軍飲馬中一定兩動模型與最值問題【專題說明】一定兩動型可轉(zhuǎn)化為兩點之間線段最短和點到直線的垂線段最短問題,進(jìn)而求最值。關(guān)鍵是作定點(或動點)關(guān)于動折點所在直線的對稱點,通過等量代換轉(zhuǎn)化問題?!灸P驼故尽俊灸P汀咳?、一定兩動之點線在OA、OB上分別取M、N使得PM+MN最小。此處M點為折點,作點P關(guān)于OA對稱的點P’,將折線段PM+MN轉(zhuǎn)化為P’M+MN,即過點P’作OB垂線分別交OA、OB于點M、N,得PM+MN最小值(點到直線的連線中,垂線段最短)【例題】1、如圖,在邊長為的菱形中,,將沿射線的方向平移得到,分別連接,,則的最小值為____.【解析】如圖,過C點作BD的平行線,以為對稱軸作B點的對稱點,連接交直線于點根據(jù)平移和對稱可知,當(dāng)三點共線時取最小值,即,又,根據(jù)勾股定理得,,故答案為2、點P是定點,在OA、OB上分別取M、N,使得PM+MN最小?!窘馕觥孔鼽cP關(guān)于OA對稱的點P’,將折線段PM+MN轉(zhuǎn)化為P’M+MN,即過點P’作OB垂線分別交OA、OB于點M、N,得PM+MN最小值(垂線段最短)3、點P是定點,在OA、OB上分別取點M、N,使得△PMN周長最小.【解析】分別作點P關(guān)于OA(折點M所在直線)、OB(折點N所在直線)的對稱點,化折線段PM+MN+NP為P’M+MN+NP’’,當(dāng)P’、M、N、P’’共線時,△PMN周長最?。?/p>
3、如圖,拋物線y=ax2﹣5ax+c與坐標(biāo)軸分別交于點A,C,E三點,其中A(﹣3,0),C(0,4),點B在x軸上,AC=BC,過點B作BD⊥x軸交拋物線于點D,點M,N分別是線段CO,BC上的動點,且CM=BN,連接MN,AM,AN.(1)求拋物線的解析式及點D的坐標(biāo);(2)當(dāng)△CMN是直角三角形時,求點M的坐標(biāo);(3)試求出AM+AN的最小值.【解析】(1)把A(﹣3,0),C(0,4)代入y=ax2﹣5ax+c得,解得,∴拋物線解析式為y=﹣x2+x+4;又∵AC=BC,CO⊥AB,∴OB=OA=3,∴B(3,0),∵BD⊥x軸交拋物線于點D,∴D點的橫坐標(biāo)為3,當(dāng)x=3時,y=﹣×9+×3+4=5,∴D點坐標(biāo)為(3,5);(2)在Rt△OBC中,BC==5,設(shè)M(0,m),則BN=4﹣m,CN=5﹣(4﹣m)=m+1,∵∠MCN=∠OCB,∴當(dāng)時,△CMN∽△COB,則∠CMN=∠COB=90°,即,解得m=,此時M點坐標(biāo)為(0,);當(dāng)時,△CMN∽△CBO,則∠CNM=∠COB=90°,即,解得m=,此時M點坐標(biāo)為(0,);綜上所述,M點的坐標(biāo)為(0,)或(0,);(3)連接DN,AD,如圖,∵AC=BC,CO⊥AB,∴OC平分∠ACB,∴∠ACO=∠BCO,∵BD∥OC,∴∠BCO=∠DBC,∵DB=BC=AC=5,CM=BN,∴△ACM≌△DBN,∴AM=DN,∴AM+AN=DN+AN,而DN+AN≥AD(當(dāng)且僅當(dāng)點A、N、D共線時取等號),∴DN+AN的最小值=,
4、如圖,在正方形ABCD中,點E,F(xiàn)分別是邊AD,BC的中點,連接DF,過點E作EH⊥DF,垂足為H,EH的延長線交DC于點G.(1)猜想DG與CF的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;(2)過點H作MN∥CD,分別交AD,BC于點M,N,若正方形ABCD的邊長為10,點P是MN上一點,求△PDC周長的最小值.【解析】(1)結(jié)論:CF=2DG.理由:∵四邊形ABCD是正方形,∴AD=BC=CD=AB,∠ADC=∠C=90°,∵DE=AE,∴AD=CD=2DE,∵EG⊥DF,∴∠DHG=90°,∴∠CDF+∠DGE=90°,∠DGE+∠DEG=90°,∴∠CDF=∠DEG,∴△DEG∽△CDF,∴==,∴CF=2DG.(2)作點C關(guān)于NM的對稱點K,連接DK交MN于點P,連接PC,此時△PDC的周長最短.周長的最小值=CD+PD+PC=CD+PD+PK=CD+DK.由題意:CD=AD=10,ED=AE=5,DG=,EG=,DH==,∴EH=2DH=2,∴HM==2,∴DM=CN=NK==1,在Rt△DCK中,DK===2,∴△PCD的周長的最小值為10+2.5、如圖,在正方形ABCD中,AB=9,點E在CD邊上,且DE=2CE,點P是對角線AC上的一個動點,則PE+PD的最小值是()A. B. C.9 D.【解析】如圖,連接BE,設(shè)BE與AC交于點P′,∵四邊形ABCD是正方形,∴點B與D關(guān)于AC對稱,∴P′D=P′B,∴P′D+P′E=P′B+P′E=BE最?。碢在AC與BE的交點上時,PD+PE最小,為BE的長度.∵直角△CBE中,∠BCE=90°,BC=9,CE=CD=3,∴BE==.故選A.6、如圖,∠AOB的邊OB與x軸正半軸重合,點P是OA上的一動點,點N(3,0)是OB上的一定點,點M是ON的中點,∠AOB=30°,要使PM+PN最小,則點P的坐標(biāo)為______.【解析】解:作N關(guān)于OA的對稱點N′,連接N′M交OA于P,則此時,PM+PN最小,∵OA垂直平分NN′,∴ON=ON′,∠N′ON=2∠AON=60°,∴△NON′是等邊三角形,∵點M是ON的中點,∴N′M⊥ON,∵點N(3,0),∴ON=3,∵點M是ON的中點,∴OM=1.5,∴PM=,∴P(,).故答案為:(,).題型三將軍飲馬中兩定兩動模型與最值問題【專題說明】運用平移變換,把保持平移后的線段與原來線段平行且相等的特性下,把無公共端點的兩線段移動到具有公共端點的新位置,從而轉(zhuǎn)化為兩點之間線段最短問題求解最值?!灸P驼故尽俊灸P汀慷啥▋蓜又c點在OA、OB上分別取點M、N使得四邊形PMNQ的周長最小??紤]PQ是條定線段,故只需考慮PM+MN+NQ最小值即可,類似,分別作點P、Q關(guān)于OA、OB對稱,化折線段PM+MN+NQ為P’M+MN+NQ’,當(dāng)P’、M、N、Q’共線時,四邊形PMNQ的周長最小?!纠}】1、如圖所示拋物線過點,點,且(1)求拋物線的解析式及其對稱軸;(2)點在直線上的兩個動點,且,點在點的上方,求四邊形的周長最小值;(3)點為拋物線上一點,連接,直線把四邊形的面積分為3∶5兩部分,求點的坐標(biāo).【解析】(1)∵OB=OC,∴點B(3,0),則拋物線的表達(dá)式為:y=a(x+1)(x-3)=a(x2-2x-3)=ax2-2ax-3a,故-3a=3,解得:a=-1,故拋物線的表達(dá)式為:y=-x2+2x+3…①;對稱軸為:直線(2)ACDE的周長=AC+DE+CD+AE,其中AC=、DE=1是常數(shù),故CD+AE最小時,周長最小,取點C關(guān)于函數(shù)對稱點C(2,3),則CD=C′D,取點A′(-1,1),則A′D=AE,故:CD+AE=A′D+DC′,則當(dāng)A′、D、C′三點共線時,CD+AE=A′D+DC′最小,周長也最小,四邊形ACDE的周長的最小值=AC+DE+CD+AE=+1+A′D+DC′=+1+A′C′=+1+;(3)如圖,設(shè)直線CP交x軸于點E,直線CP把四邊形CBPA的面積分為3:5兩部分,又∵S△PCB:S△PCA=EB×(yC-yP):AE×(yC-yP)=BE:AE,則BE:AE,=3:5或5:3,則AE=或,即:點E的坐標(biāo)為(,0)或(,0),將點E、C的坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式:y=kx+3,解得:k=-6或-2,故直線CP的表達(dá)式為:y=-2x+3或y=-6x+3。。②聯(lián)立①②并解得:x=4或8(不合題意值已舍去),故點P的坐標(biāo)為(4,-5)或(8,-45).
2、如圖,在矩形中,,,為的中點,若為邊上的兩個動點,且,若想使得四邊形的周長最小,則的長度應(yīng)為__________.【解析】如圖,在AD上截取線段AF=DE=2,作F點關(guān)于BC的對稱點G,連接EG與BC交于一點即為Q點,過A點作FQ的平行線交BC于一點,即為P點,過G點作BC的平行線交DC的延長線于H點.
∵E為CD的中點,∴CE=2∴GH=DF=5,EH=2+4=6,∠H=90°,
∵BC//GH∴,
∴,∴,
∴CQ=,∴BP=CB-PQ-CQ=7-2-.
故答案為.
3、已知直線l1∥l2,l1、l2之間的距離為8,點P到直線l1的距離為6,點Q到直線l2的距離為4,PQ=,在直線l1上有一動點A,直線l2上有一動點B,滿足AB⊥l2,且PA+AB+BQ最小,此時PA+BQ=_____.【解析】作PE⊥l1于E交l2于F,在PF上截取PC=8,連接QC交l2于B,作BA⊥l1于A,此時PA+AB+BQ最短.作QD⊥PF于D.在Rt△PQD中,∵∠D=90°,PQ=,PD=18,∴DQ==,∵AB=PC=8,AB∥PC,∴四邊形ABCP是平行四邊形,∴PA=BC,CD=10,∴PA+BQ=CB+BQ=QC===16.故答案為16.4、如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6.AB=12,AD平分∠CAB,點F是AC的中點,點E是AD上的動點,則CE+EF的最小值為A.3 B.4 C. D.【分析】此處E點為折點,可作點C關(guān)于AD的對稱,對稱點C’在AB上且在AB中點,化折線段CE+EF為C’E+EF,當(dāng)C’、E、F共線時得最小值,C’F為CB的一半,故選C.
5、如圖,在銳角三角形ABC中,BC=4,∠ABC=60°,BD平分∠ABC,交AC于點D,M、N分別是BD,BC上的動點,則CM+MN的最小值是A. B.2 C. D.4【分析】此處M點為折點,作點N關(guān)于BD的對稱點,恰好在AB上,化折線CM+MN為CM+MN’.因為M、N皆為動點,所以過點C作AB的垂線,可得最小值,選C.
專題2胡不歸中的雙線段模型與最值問題【專題說明】胡不歸模型問題解題步驟如下;1、將所求線段和改寫為“PA+PB”的形式(<1),若>1,提取系數(shù),轉(zhuǎn)化為小于1的形式解決。2、在PB的一側(cè),PA的異側(cè),構(gòu)造一個角度α,使得sinα=3、最后利用兩點之間線段最短及垂線段最短解題【模型展示】如圖,一動點P在直線MN外的運動速度為V1,在直線MN上運動的速度為V2,且V1<V2,A、B為定點,點C在直線MN上,確定點C的位置使的值最?。?,記,即求BC+kAC的最小值.構(gòu)造射線AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=k,CH=kAC.將問題轉(zhuǎn)化為求BC+CH最小值,過B點作BH⊥AD交MN于點C,交AD于H點,此時BC+CH取到最小值,即BC+kAC最?。谇笮稳纭癙A+kPB”式子最值問題中,關(guān)鍵是構(gòu)造與kPB相等的線段,將“PA+kPB”型問題轉(zhuǎn)化為“PA+PC”型.【例題】1、在平面直角坐標(biāo)系中,將二次函數(shù)的圖象向右平移1個單位,再向下平移2個單位,得到如圖所示的拋物線,該拋物線與軸交于點、(點在點的左側(cè)),,經(jīng)過點的一次函數(shù)的圖象與軸正半軸交于點,且與拋物線的另一個交點為,的面積為5.(1)求拋物線和一次函數(shù)的解析式;(2)拋物線上的動點在一次函數(shù)的圖象下方,求面積的最大值,并求出此時點E的坐標(biāo);(3)若點為軸上任意一點,在(2)的結(jié)論下,求的最小值.【解析】(1)將二次函數(shù)的圖象向右平移1個單位,再向下平移2個單位,得到的拋物線解析式為,∵,∴點的坐標(biāo)為,代入拋物線的解析式得,,∴,∴拋物線的解析式為,即.令,解得,,∴,∴,∵的面積為5,∴,∴,代入拋物線解析式得,,解得,,∴,設(shè)直線的解析式為,∴,解得:,∴直線的解析式為.(2)過點作軸交于,如圖,設(shè),則,∴,∴,∴當(dāng)時,的面積有最大值,最大值是,此時點坐標(biāo)為.(3)作關(guān)于軸的對稱點,連接交軸于點,過點作于點,交軸于點,∵,,∴,,∴,∵,∴,∴,∵、關(guān)于軸對稱,∴,∴,此時最小,∵,,∴,∴.∴的最小值是3.2、如圖,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于點E,D是線段BE上的一個動點,則的最小值是()【解析】如圖,作DH⊥AB于H,CM⊥AB于M.∵BE⊥AC,∴∠AEB=90°,∵tanA==2,設(shè)AE=a,BE=2a,則有:100=a2+4a2,∴a2=20,∴a=2或-2(舍棄),∴BE=2a=4,∵AB=AC,BE⊥AC,CM⊥AB,∴CM=BE=4(等腰三角形兩腰上的高相等))∵∠DBH=∠ABE,∠BHD=∠BEA,∴,∴DH=BD,∴CD+BD=CD+DH,∴CD+DH≥CM,∴CD+BD≥4,∴CD+BD的最小值為4.故選B.
3、已知拋物線過點,兩點,與y軸交于點C,.(1)求拋物線的解析式及頂點D的坐標(biāo);(2)過點A作,垂足為M,求證:四邊形ADBM為正方形;(3)點P為拋物線在直線BC下方圖形上的一動點,當(dāng)面積最大時,求點P的坐標(biāo);(4)若點Q為線段OC上的一動點,問:是否存在最小值?若存在,求岀這個最小值;若不存在,請說明理由.【解析】(1)函數(shù)的表達(dá)式為:,即:,解得:,故拋物線的表達(dá)式為:,則頂點;(2),,∵A(1,0),B(3,0),∴OB=3,OA=1,∴AB=2,∴,又∵D(2,-1),∴AD=BD=,∴AM=MB=AD=BD,∴四邊形ADBM為菱形,又∵,菱形ADBM為正方形;(3)設(shè)直線BC的解析式為y=mx+n,將點B、C的坐標(biāo)代入得:,解得:,所以直線BC的表達(dá)式為:y=-x+3,過點P作y軸的平行線交BC于點N,設(shè)點,則點N,則,,故有最大值,此時,故點;(4)存在,理由:如圖,過點C作與y軸夾角為的直線CF交x軸于點F,過點A作,垂足為H,交y軸于點Q,此時,則最小值,在Rt△COF中,∠COF=90°,∠FOC=30°,OC=3,tan∠FCO=,∴OF=,∴F(-,0),利用待定系數(shù)法可求得直線HC的表達(dá)式為:…①,∵∠COF=90°,∠FOC=30°,∴∠CFO=90°-30°=60°,∵∠AHF=90°,∴∠FAH=90°-60°=30°,∴OQ=AO?tan∠FAQ=,∴Q(0,),利用待定系數(shù)法可求得直線AH的表達(dá)式為:…②,聯(lián)立①②并解得:,故點,而點,則,即的最小值為.4、已知拋物線(為常數(shù),)經(jīng)過點,點是軸正半軸上的動點.(Ⅰ)當(dāng)時,求拋物線的頂點坐標(biāo);(Ⅱ)點在拋物線上,當(dāng),時,求的值;(Ⅲ)點在拋物線上,當(dāng)?shù)淖钚≈禐闀r,求的值.【解析】(Ⅰ)∵拋物線經(jīng)過點,∴.即.當(dāng)時,,∴拋物線的頂點坐標(biāo)為.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,拋物線的解析式為.∵點在拋物線上,∴.由,得,,∴點在第四象限,且在拋物線對稱軸的右側(cè).如圖,過點作軸,垂足為,則點.∴,.得.∴在中,.∴.由已知,,∴.∴.(Ⅲ)∵點在拋物線上,∴.可知點在第四象限,且在直線的右側(cè).考慮到,可取點,如圖,過點作直線的垂線,垂足為,與軸相交于點,有,得,則此時點滿足題意.過點作軸于點,則點.在中,可知.∴,.∵點,∴.解得.∵,∴.∴.5、如圖,在平面在角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2-2x-3與x軸交與點A,B(點A在點B的左側(cè))交y軸于點C,點D為拋物線的頂點,對稱軸與x軸交于點E.(1)連結(jié)BD,點M是線段BD上一動點(點M不與端點B,D重合),過點M作MN⊥BD交拋物線于點N(點N在對稱軸的右側(cè)),過點N作NH⊥x軸,垂足為H,交BD于點F,點P是線段OC上一動點,當(dāng)MN取得最大值時,求HF+FP+PC的最小值;(2)在(1)中,當(dāng)MN取得最大值HF+FP+1/3PC取得小值時,把點P向上平移個單位得到點Q,連結(jié)AQ,把△AOQ繞點O瓶時針旋轉(zhuǎn)一定的角度(0°<<360°),得到△AOQ,其中邊AQ交坐標(biāo)軸于點C在旋轉(zhuǎn)過程中,是否存在一點G使得?若存在,請直接寫出所有滿足條件的點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【解析】(1)如圖1∵拋物線y=x2﹣2x﹣3與x軸交于點A,B(點A在點B的左側(cè)),交y軸于點C∴令y=0解得:x1=﹣1,x2=3,令x=0,解得:y=﹣3,∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)∵點D為拋物線的頂點,且﹣4∴點D的坐標(biāo)為D(1,﹣4),∴直線BD的解析式為:y=2x﹣6,由題意,可設(shè)點N(m,m2﹣2m﹣3),則點F(m,2m﹣6)∴|NF|=(2m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3∴當(dāng)m==2時,NF取到最大值,此時MN取到最大值,此時HF=2,此時,N(2,﹣3),F(xiàn)(2,﹣2),H(2,0)在x軸上找一點K(,0),連接CK,過點F作CK的垂線交CK于點J點,交y軸于點P,∴sin∠OCK=,直線KC的解析式為:,且點F(2,﹣2),∴PJ=PC,直線FJ的解析式為:,∴點J(,)∴FP+PC的最小值即為FJ的長,且,∴;(2)由(1)知,點P(0,),∵把點P向上平移個單位得到點Q,∴點Q(0,﹣2)∴在Rt△AOQ中,∠AOG=90°,AQ=,取AQ的中點G,連接OG,則OG=GQ=AQ=,此時,∠AQO=∠GOQ把△AOQ繞點O順時針旋轉(zhuǎn)一定的角度α(0°<α<360°),得到△A′OQ′,其中邊A′Q′交坐標(biāo)軸于點G①如圖2G點落在y軸的負(fù)半軸,則G(0,﹣),過點Q'作Q'I⊥x軸交x軸于點I,且∠GOQ'=∠Q'則∠IOQ'=∠OA'Q'=∠OAQ,∵sin∠OAQ===,∴,解得:|IO|=∴在Rt△OIQ'中根據(jù)勾股定理可得|OI|=,∴點Q'的坐標(biāo)為Q'(,﹣);②如圖3,當(dāng)G點落在x軸的正半軸上時,同理可得Q'(,)③如圖4當(dāng)G點落在y軸的正半軸上時,同理可得Q'(﹣,)④如圖5當(dāng)G點落在x軸的負(fù)半軸上時,同理可得Q'(﹣,﹣)綜上所述,滿足條件的點Q′坐標(biāo)為:(,﹣),(,),(﹣,),(,﹣)
專題3阿氏圓中的雙線段模型與最值問題【專題說明】“阿氏圓”模型核心知識點是構(gòu)造母子型相似,構(gòu)造△PAB∽△CAP推出PA2,即:半徑的平方=原有線段構(gòu)造線段?!灸P驼故尽咳缦聢D,已知A、B兩點,點P滿足PA:PB=k(k≠1),則滿足條件的所有的點P構(gòu)成的圖形為圓.(1)角平分線定理:如圖,在△ABC中,AD是∠BAC的角平分線,則.證明:,,即(2)外角平分線定理:如圖,在△ABC中,外角CAE的角平分線AD交BC的延長線于點D,則.證明:在BA延長線上取點E使得AE=AC,連接BD,則△ACD≌△AED(SAS),CD=ED且AD平分∠BDE,則,即.接下來開始證明步驟:如圖,PA:PB=k,作∠APB的角平分線交AB于M點,根據(jù)角平分線定理,,故M點為定點,即∠APB的角平分線交AB于定點;作∠APB外角平分線交直線AB于N點,根據(jù)外角平分線定理,,故N點為定點,即∠APB外角平分線交直線AB于定點;又∠MPN=90°,定邊對定角,故P點軌跡是以MN為直徑的圓.【例題】1、如圖,拋物線與軸交于,,兩點(點在點的左側(cè)),與軸交于點,且,的平分線交軸于點,過點且垂直于的直線交軸于點,點是軸下方拋物線上的一個動點,過點作軸,垂足為,交直線于點.(1)求拋物線的解析式;(2)設(shè)點的橫坐標(biāo)為,當(dāng)時,求的值;(3)當(dāng)直線為拋物線的對稱軸時,以點為圓心,為半徑作,點為上的一個動點,求的最小值.【解析】(1)由題意A(,0),B(﹣3,0),C(0,﹣3),設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+3)(x),把C(0,﹣3)代入得到a,∴拋物線的解析式為yx2x﹣3.(2)在Rt△AOC中,tan∠OAC,∴∠OAC=60°.∵AD平分∠OAC,∴∠OAD=30°,∴OD=OA?tan30°=1,∴D(0,﹣1),∴直線AD的解析式為yx﹣1,由題意P(m,m2m﹣3),H(m,m﹣1),F(xiàn)(m,0).∵FH=PH,∴1m﹣1﹣(m2m﹣3)解得m或(舍棄),∴當(dāng)FH=HP時,m的值為.(3)如圖,∵PF是對稱軸,∴F(,0),H(,﹣2).∵AH⊥AE,∴∠EAO=60°,∴EOOA=3,∴E(0,3).∵C(0,﹣3),∴HC2,AH=2FH=4,∴QHCH=1,在HA上取一點K,使得HK,此時K().∵HQ2=1,HK?HA=1,∴HQ2=HK?HA,∴.∵∠QHK=∠AHQ,∴△QHK∽△AHQ,∴,∴KQAQ,∴AQ+QE=KQ+EQ,∴當(dāng)E、Q、K共線時,AQ+QE的值最小,最小值
2、如圖1所示,⊙O的半徑為r,點A、B都在⊙O外,P為⊙O上的動點,已知r=k·OB.連接PA、PB,則當(dāng)“PA+k·PB”的值最小時,P點的位置如何確定?【解析】1:連接動點至圓心0(將系數(shù)不為1的線段兩端點分別與圓心相連接),即連接OP、OB;2:計算連接線段OP、OB長度;3:計算兩線段長度的比值;4:在OB上截取一點C,使得構(gòu)建母子型相似:5:連接AC,與圓0交點為P,即AC線段長為PA+K*PB的最小值。“kPB(2OCOC=k·r,則可說明△BPO△PCOk·PB=PC?!啾绢}求“PA+k·PB”的最小值轉(zhuǎn)化為求“PA+PC”A、P、三點共線時最小(3,時AC線段長即所求最小值。
3、如圖,在中,∠ACB=90°,BC=12,AC=9,以點C為圓心,6為半徑的圓上有一個動點D.連接AD、BD、CD,則2AD+3BD的最小值是.【分析】首先對問題作變式2AD+3BD=,故求最小值即可.考慮到D點軌跡是圓,A是定點,且要求構(gòu)造,條件已經(jīng)足夠明顯.當(dāng)D點運動到AC邊時,DA=3,此時在線段CD上取點M使得DM=2,則在點D運動過程中,始終存在.問題轉(zhuǎn)化為DM+DB的最小值,直接連接BM,BM長度的3倍即為本題答案.
4、如圖,已知正方ABCD的邊長為4,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,則的最大值為_______.【分析】當(dāng)P點運動到BC邊上時,此時PC=2,根據(jù)題意要求構(gòu)造,在BC上取M使得此時PM=1,則在點P運動的任意時刻,均有PM=,從而將問題轉(zhuǎn)化為求PD-PM的最大值.連接PD,對于△PDM,PD-PM<DM,故當(dāng)D、M、P共線時,PD-PM=DM為最大值.
專題4費馬點中三線段模型與最值問題【專題說明】費馬點”是指位于三角形內(nèi)且到三角形三個頂點距高之和最短的點。主要分為兩種情況:(1)當(dāng)三角形三個內(nèi)角都小于120°的三角形,通常將某三角形繞點旋轉(zhuǎn)60度,從而將“不等三爪圖”中三條線段轉(zhuǎn)化在同一條直線上,利用兩點之間線段最短解決問題。(2)當(dāng)三角形有一個內(nèi)角大于120°時,費馬點就是此內(nèi)角的頂點.費馬點問題解題的核心技巧:旋轉(zhuǎn)60°構(gòu)造等邊三角形將“不等三爪圖”中三條線段轉(zhuǎn)化至同一直線上利用兩點之間線段最短求解問題【模型展示】問題:在△ABC內(nèi)找一點P,使得PA+PB+PC最小.【分析】在之前的最值問題中,我們解決的依據(jù)有:兩點之間線段最短、點到直線的連線中垂線段最短、作對稱化折線段為直線段、確定動點軌跡求最值等.(1)如圖,分別以△ABC中的AB、AC為邊,作等邊△ABD、等邊△ACE.(2)連接CD、BE,即有一組手拉手全等:△ADC≌△ABE.(3)記CD、BE交點為P,點P即為費馬點.(到這一步其實就可以了)(4)以BC為邊作等邊△BCF,連接AF,必過點P,有∠PAB=∠BPC=∠CPA=120°.在圖三的模型里有結(jié)論:(1)∠BPD=60°;(2)連接AP,AP平分∠DPE.有這兩個結(jié)論便足以說明∠PAB=∠BPC=∠CPA=120°.原來在“手拉手全等”就已經(jīng)見過了呀,只是相逢何必曾相識!【例題】1、如圖,四邊形ABCD是菱形,AB=4,且∠ABC=∠ABE=60°,G為對角線BD(不含B點)上任意一點,將△ABG繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到△EBF,當(dāng)AG+BG+CG取最小值時EF的長()A. B. C. D.【解析】如圖,∵將△ABG繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到△EBF,∴BE=AB=BC,BF=BG,EF=AG,∴△BFG是等邊三角形.∴BF=BG=FG,.∴AG+BG+CG=FE+GF+CG.根據(jù)“兩點之間線段最短”,∴當(dāng)G點位于BD與CE的交點處時,AG+BG+CG的值最小,即等于EC的長,過E點作EF⊥BC交CB的延長線于F,∴∠EBF=180°-120°=60°,∵BC=4,∴BF=2,EF=2,在Rt△EFC中,∵EF2+FC2=EC2,∴EC=4.∵∠CBE=120°,∴∠BEF=30°,∵∠EBF=∠ABG=30°,∴EF=BF=FG,∴EF=CE=,故選:D.2、如圖,將繞點逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到,與交于點,可推出結(jié)論:問題解決:如圖,在中,,,.點是內(nèi)一點,則點到三個頂點的距離和的最小值是___________【解析】如圖,將△MOG繞點M逆時針旋轉(zhuǎn)60°,得到△MPQ,顯然△MOP為等邊三角形,∴OM+OG=OP+PQ,∴點O到三頂點的距離為:ON+OM+OG=ON+OP+PQ,∴當(dāng)點N、O、P、Q在同一條直線上時,有ON+OM+OG最小,此時,∠NMQ=75°+60°=135°,過Q作QA⊥NM交NM的延長線于A,則∠MAQ=90°,∴∠AMQ=180°-∠NMQ=45°,∵M(jìn)Q=MG=4,∴AQ=AM=MQ?cos45°=4,∴NQ=,故答案為:
3、如圖,四邊形是菱形,B=6,且∠ABC=60°,M是菱形內(nèi)任一點,連接AM,BM,CM,則AM+BM+CM的最小值為________.【解析】將△BMN繞點B順時針旋轉(zhuǎn)60度得到△BNE,∵BM=BN,∠MBN=∠CBE=60°,∴MN=BM∵M(jìn)C=NE∴AM+MB+CM=AM+MN+NE.當(dāng)A、M、N、E四點共線時取最小值A(chǔ)E.∵AB=BC=BE=6,∠ABH=∠EBH=60°,∴BH⊥AE,AH=EH,∠BAH=30°,∴BH=AB=3,AH=BH=,∴AE=2AH=.故答案為.
4、如圖,△ABC中,∠BAC=30°且AB=AC,P是底邊上的高AH上一點.若AP+BP+CP的最小值為2,則BC=_____.【解析】如圖將△ABP繞點A順時針旋轉(zhuǎn)60°得到△AMG.連接PG,CM.∵AB=AC,AH⊥BC,∴∠BAP=∠CAP,∵PA=PA,∴△BAP≌△CAP(SAS),∴PC=PB,∵M(jìn)G=PB,AG=AP,∠GAP=60°,∴△GAP是等邊三角形,∴PA=PG,∴PA+PB+PC=CP+PG+GM,∴當(dāng)M,G,P,C共線時,PA+PB+PC的值最小,最小值為線段CM的長,∵AP+BP+CP的最小值為2,∴CM=2,∵∠BAM=60°,∠BAC=30°,∴∠MAC=90°,∴AM=AC=2,作BN⊥AC于N.則BN=AB=1,AN=,CN=2-,∴BC=.故答案為.
5、如圖,四邊形ABCD是正方形,△ABE是等邊三角形,M為對角線BD(不含B點)上任意一點,將BM繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到BN,連接EN、AM、CM.EADBCEADBCNMFEADBCNM⑴求證:△AMB≌△ENB;⑵①當(dāng)M點在何處時,AM+CM的值最?。虎诋?dāng)M點在何處時,AM+BM+CM的值最小,并說明理由;⑶當(dāng)AM+BM+CM的最小值為時,求正方形的邊長.【解析】⑴∵△ABE是等邊三角形,∴BA=BE,∠ABE=60°.∵∠MBN=60°,∴∠MBN-∠ABN=∠ABE-∠ABN.,即∠BMA=∠NBE.又∵M(jìn)B=NB,∴△AMB≌△ENB(SAS)⑵①當(dāng)M點落在BD的中點時,AM+CM的值最?、谌鐖D,連接CE,當(dāng)M點位于BD與CE的交點處時,AM+BM+CM的值最小理由如下:連接MN.由⑴知,△AMB≌△ENB,∴AM=EN.∵∠MBN=60°,MB=NB,∴△BMN是等邊三角形,∴BM=MN.∴AM+BM+CM=EN+MN+CM.根據(jù)“兩點之間線段最短”,得EN+MN+CM=EC最短∴當(dāng)M點位于BD與CE的交點處時,AM+BM+CM的值最小,即等于EC的長⑶過E點作EF⊥BC交CB的延長線于F,∴∠EBF=90°-60°=30°.設(shè)正方形的邊長為x,則BF=x,EF=.在Rt△EFC中,∵EF2+FC2=EC2,∴()2+(x+x)2=.解得,x=(舍去負(fù)值).∴正方形的邊長為
6、在正方形ABCD中,點E為對角線AC(不含點A)上任意一點,AB=;(1)如圖1,將△ADE繞點D逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到△DCF,連接EF;①把圖形補充完整(無需寫畫法);②求的取值范圍;(2)如圖2,求BE+AE+DE的最小值.【解析】(1)①如圖△DCF即為所求;②∵四邊形ABCD是正方形,∴BC=AB=2,∠B=90°,∠DAE=∠ADC=45°,∴AC==AB=4,∵△ADE繞點D逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到△DCF,∴∠DCF=∠DAE=45°,AE=CF,∴∠ECF=∠ACD+∠DCF=90°,設(shè)AE=CF=x,EF2=y(tǒng),則EC=4?x,∴y=(4?x)2+x2=2x2?8x+160(0<x≤4).即y=2(x?2)2+8,∵2>0,∴x=2時,y有最小值,最小值為8,當(dāng)x=4時,y最大值=16,∴8≤EF2≤16.(2)如圖中,將△ABE繞點A順時針旋轉(zhuǎn)60°得到△AFG,連接EG,DF.作FH⊥AD于H.由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知,△AEG是等邊三角形,∴AE=EG,∵DF≤FG+EG+DE,BE=FG,∴AE+BE+DE的最小值為線段DF的長.在Rt△AFH中,∠FAH=30°,AB==AF,∴FH=AF=,AH==,Rt△DFH中,DF==,∴BE+AE+ED最小值為
專題5費馬點中的對稱模型與最值問題【專題說明】利用軸對稱的性質(zhì),把三線段問題通過做對稱轉(zhuǎn)化為兩點之間線段最短的問題進(jìn)而解題?!纠}】1、如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,AB=AC=1,P是△ABC內(nèi)一點,求PA+PB+PC的最小值.【分析】如圖,以AD為邊構(gòu)造等邊△ACD,連接BD,BD的長即為PA+PB+PC的最小值.至于點P的位置?這不重要!如何求BD?考慮到△ABC和△ACD都是特殊的三角形,過點D作DH⊥BA交BA的延長線于H點,根據(jù)勾股定理,即可得出結(jié)果.
2、如圖,已知矩形ABCD,AB=4,BC=6,點M為矩形內(nèi)一點,點E為BC邊上任意一點,則MA+MD+ME的最小值為______.【分析】依然構(gòu)造60°旋轉(zhuǎn),將三條折線段轉(zhuǎn)化為一條直線段.分別以AD、AM為邊構(gòu)造等邊△ADF、等邊△AMG,連接FG,易證△AMD≌△AGF,∴MD=GF∴ME+MA+MD=ME+EG+GF過F作FH⊥BC交BC于H點,線段FH的長即為所求的最小值.
3、如圖,是內(nèi)一定點,點,分別在邊,上運動,若,,則的周長的最小值為___________.【解析】如圖,作P關(guān)于OA,OB的對稱點C,D.連接OC,OD.則當(dāng)M,N是CD與OA,OB的交點時,△PMN的周長最短,最短的值是CD的長.∵點P關(guān)于OA的對稱點為C,∴PM=CM,OP=OC,∠COA=∠POA;∵點P關(guān)于OB的對稱點為D,∴PN=DN,OP=OD,∠DOB=∠POB,∴OC=OD=OP=3,∠COD=∠COA+∠POA+∠POB+∠DOB=2∠POA+2∠POB=2∠AOB=60°,∴△COD是等邊三角形,∴CD=OC=OD=3.∴△PMN的周長的最小值=PM+MN+PN=CM+MN+DN≥CD=3.
4、如圖,點都在雙曲線上,點,分別是軸,軸上的動點,則四邊形周長的最小值為()A. B. C. D.【解析】分別把點A(a,3)、B(b,1)代入雙曲線y=得:a=1,b=3,則點A的坐標(biāo)為(1,3)、B點坐標(biāo)為(3,1),作A點關(guān)于y軸的對稱點P,B點關(guān)于x軸的對稱點Q,所以點P坐標(biāo)為(﹣1,3),Q點坐標(biāo)為(3,﹣1),連結(jié)PQ分別交x軸、y軸于C點、D點,此時四邊形ABCD的周長最小,四邊形ABCD周長=DA+DC+CB+AB=DP+DC+CQ+AB=PQ+AB==4+2=6,故選B.5、如圖所示,,點為內(nèi)一點,,點分別在上,求周長的最小值.【解析】如圖,作P關(guān)于OA、OB的對稱點,連結(jié)、,交OA、OB于M、N,此時周長最小,根據(jù)軸對稱性質(zhì)可知,,,且,,,,為等邊三角形,即周長的最小值為8.6、如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2﹣x﹣與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C,對稱軸與x軸交于點D,點E(4,n)在拋物線上.(1)求直線AE的解析式;(2)點P為直線CE下方拋物線上的一點,連接PC,PE.當(dāng)△PCE的面積最大時,連接CD,CB,點K是線段CB的中點,點M是CP上的一點,點N是CD上的一點,求KM+MN+NK的最小值;(3)點G是線段CE的中點,將拋物線y=x2﹣x﹣沿x軸正方向平移得到新拋物線y′,y′經(jīng)過點D,y′的頂點為點F.在新拋物線y′的對稱軸上,是否存在一點Q,使得△FGQ為等腰三角形?若存在,直接寫出點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.【解析】(1)∵y=x2﹣x﹣,∴y=(x+1)(x﹣3).∴A(﹣1,0),B(3,0).當(dāng)x=4時,y=.∴E(4,).設(shè)直線AE的解析式為y=kx+b,將點A和點E的坐標(biāo)代入得:,解得:k=,b=.∴直線AE的解析式為y=x+.(2)設(shè)直線CE的解析式為y=mx﹣,將點E的坐標(biāo)代入得:4m﹣=,解得:m=.∴直線CE的解析式為y=x﹣.過點P作PF∥y軸,交CE與點F.設(shè)點P的坐標(biāo)為(x,x2﹣x﹣),則點F(x,x﹣),則FP=(x﹣)﹣(x2﹣x﹣)=x2+x.∴△EPC的面積=×(x2+x)×4=﹣x2+x.∴當(dāng)x=2時,△EPC的面積最大.∴P(2,﹣).如圖2所示:作點K關(guān)于CD和CP的對稱點G、H,連接G、H交CD和CP與N、M.∵K是CB的中點,∴k(,﹣).∵點H與點K關(guān)于CP對稱,∴點H的坐標(biāo)為(,﹣).∵點G與點K關(guān)于CD對稱,∴點G(0,0).∴KM+MN+NK=MH+MN+GN.當(dāng)點O、N、M、H在條直線上時,KM+MN+NK有最小值,最小值=GH.∴GH==3.∴KM+MN+NK的最小值為3.(3)如圖3所示:∵y′經(jīng)過點D,y′的頂點為點F,∴點F(3,﹣).∵點G為CE的中點,∴G(2,).∴FG=.∴當(dāng)FG=FQ時,點Q(3,),Q′(3,).當(dāng)GF=GQ時,點F與點Q″關(guān)于y=對稱,∴點Q″(3,2).當(dāng)QG=QF時,設(shè)點Q1的坐標(biāo)為(3,a).由兩點間的距離公式可知:a+=,解得:a=﹣.∴點Q1的坐標(biāo)為(3,﹣).綜上所述,點Q的坐標(biāo)為(3,),Q′(3,)或(3,2)或(3,﹣).7、已知,如圖,二次函數(shù)圖象的頂點為,與軸交于、兩點(點在點右側(cè)),點、關(guān)于直線:對稱.(1)求、兩點的坐標(biāo),并證明點在直線上;(2)求二次函數(shù)解析式;(3)過點B作直線交直線于K點,M、N分別為直線AH和直線上的兩個動點,連結(jié)HN、NM、MK,求HN+NM+MK的最小值.【解析】(1)依題意,得ax2+2ax?3a=0(a≠0),兩邊都除以a得x2+2x?3=0,解得x1=?3,x2=1,∵B點在A點右側(cè),∴A點坐標(biāo)為(?3,0),B點坐標(biāo)為(1,0),答:A.
B兩點坐標(biāo)分別是(?3,0),(1,0).證明:∵直線l:y=,當(dāng)x=?3時,y=,∴點A在直線l上.(2)∵點H、B關(guān)于過A點的直線l:y=對稱,∴AH=AB=4,過頂點H作HC⊥AB交AB于C點,則AC=,∴頂點H,代入二次函數(shù)解析式,解得a=,∴二次函數(shù)解析式為,答:二次函數(shù)解析式為.(3)直線AH的解析式為,直線BK的解析式為,由,解得,即K(3,2),則BK=4,∵點H、B關(guān)于直線AK對稱,K(3,2),∴HN+MN的最小值是MB,過K作KD⊥x軸于D,作點K關(guān)于直線AH的對稱點Q,連接QK,交直線AH于E,則QM=MK,QE=EK=2,AE⊥QK,∴根據(jù)兩點之間線段最短得出BM+MK的最小值是BQ,即BQ的長是HN+NM+MK的最小值,∵BK∥AH,∴∠BKQ=∠HEQ=90°,由勾股定理得QB=∴HN+NM+MK的最小值為8,
專題6瓜豆原理中動點軌跡直線型最值問題【專題說明】動點軌跡問題是中考的重要壓軸點.受學(xué)生解析幾何知識的局限和思維能力的束縛,該壓軸點往往成為學(xué)生在中考中的一個坎,致使該壓軸點成為學(xué)生在中考中失分的一個黑洞.掌握該壓軸點的基本圖形,構(gòu)建問題解決的一般思路,是中考專題復(fù)習(xí)的一個重要途徑.本文就動點軌跡問題的基本圖形作一詳述.動點軌跡基本類型為直線型和圓弧型.【知識精講】動點軌跡為一條直線時,利用“垂線段最短”求最值。當(dāng)動點軌跡確定時可直接運用垂線段最短求最值當(dāng)動點軌跡不易確定是直線時,可通過以下三種方法進(jìn)行確定=1\*GB3①觀察動點運動到特殊位置時,如中點,端點等位置時是否存在動點與定直線的端點連接后的角度不變,若存在該動點的軌跡為直線。=2\*GB3②當(dāng)某動點到某條直線的距離不變時,該動點的軌跡為直線。=3\*GB3③當(dāng)一個點的坐標(biāo)以某個字母的代數(shù)式表示時,若可化為一次函數(shù),則點的軌跡為直線。如圖,P是直線BC上一動點,連接AP,取AP中點Q,當(dāng)點P在BC上運動時,Q點軌跡是?【分析】當(dāng)P點軌跡是直線時,Q點軌跡也是一條直線.可以這樣理解:分別過A、Q向BC作垂線,垂足分別為M、N,在運動過程中,因為AP=2AQ,所以QN始終為AM的一半,即Q點到BC的距離是定值,故Q點軌跡是一條直線.【引例】如圖,△APQ是等腰直角三角形,∠PAQ=90°且AP=AQ,當(dāng)點P在直線BC上運動時,求Q點軌跡?【分析】當(dāng)AP與AQ夾角固定且AP:AQ為定值的話,P、Q軌跡是同一種圖形.當(dāng)確定軌跡是線段的時候,可以任取兩個時刻的Q點的位置,連線即可,比如Q點的起始位置和終點位置,連接即得Q點軌跡線段.【模型總結(jié)】必要條件:主動點、從動點與定點連線的夾角是定量(∠PAQ是定值);主動點、從動點到定點的距離之比是定量(AP:AQ是定值).結(jié)論:P、Q兩點軌跡所在直線的夾角等于∠PAQ(當(dāng)∠PAQ≤90°時,∠PAQ等于MN與BC夾角)P、Q兩點軌跡長度之比等于AP:AQ(由△ABC∽△AMN,可得AP:AQ=BC:MN)【例題】1、如圖,正方形ABCD的邊長為4,E為BC上一點,且BE=1,F(xiàn)為AB邊上的一個動點,連接EF,以EF為邊向右側(cè)作等邊△EFG,連接CG,則CG的最小值為.【分析】同樣是作等邊三角形,區(qū)別于上一題求動點路徑長,本題是求CG最小值,可以將F點看成是由點B向點A運動,由此作出G點軌跡:考慮到F點軌跡是線段,故G點軌跡也是線段,取起點和終點即可確定線段位置,初始時刻G點在位置,最終G點在位置(不一定在CD邊),即為G點運動軌跡.CG最小值即當(dāng)CG⊥的時候取到,作CH⊥于點H,CH即為所求的最小值.根據(jù)模型可知:與AB夾角為60°,故⊥.過點E作EF⊥CH于點F,則HF==1,CF=,所以CH=,因此CG的最小值為.2、如圖,等腰Rt△ABC中,斜邊AB的長為2,O為AB的中點,P為AC邊上的動點,OQ⊥OP交BC于點Q,M為PQ的中點,當(dāng)點P從點A運動到點C時,點M所經(jīng)過的路線長為()A. B. C.1 D.2【解析】連接OC,作PE⊥AB于E,MH⊥AB于H,QF⊥AB于F,如圖∵△ACB為到等腰直角三角形,∴AC=BC=AB=,∠A=∠B=45°,∵O為AB的中點,∴OC⊥AB,OC平分∠ACB,OC=OA=OB=1,∴∠OCB=45°,∵∠POQ=90°,∠COA=90°,∴∠AOP=∠COQ,在Rt△AOP和△COQ中,,∴Rt△AOP≌△COQ,∴AP=CQ,易得△APE和△BFQ都為等腰直角三角形,∴PE=AP=CQ,QF=BQ,∴PE+QF=(CQ+BQ)=BC==1,∵M(jìn)點為PQ的中點,∴MH為梯形PEFQ的中位線,∴MH=(PE+QF)=,即點M到AB的距離為,而CO=1,∴點M的運動路線為△ABC的中位線,∴當(dāng)點P從點A運動到點C時,點M所經(jīng)過的路線長=AB=1,故選C.3、如圖,矩形中,,,點是矩形內(nèi)一動點,且,則的最小值為_____.【解析】為矩形,,又點到的距離與到的距離相等,即點線段垂直平分線上,連接,交與點,此時的值最小,且4、如圖,在平面內(nèi),線段AB=6,P為線段AB上的動點,三角形紙片CDE的邊CD所在的直線與線段AB垂直相交于點P,且滿足PC=PA.若點P沿AB方向從點A運動到點B,則點E運動的路徑長為______.【解析】如圖,由題意可知點C運動的路徑為線段AC′,點E運動的路徑為EE′,由平移的性質(zhì)可知AC′=EE′,在Rt△ABC′中,易知AB=BC′=6,∠ABC′=90°,∴EE′=AC′==,故答案為:.
5、如圖,等邊三角形ABC的邊長為4,點D是直線AB上一點.將線段CD繞點D順時針旋轉(zhuǎn)60°得到線段DE,連結(jié)BE.(1)若點D在AB邊上(不與A,B重合)請依題意補全圖并證明AD=BE;(2)連接AE,當(dāng)AE的長最小時,求CD的長.【解析】(1)補全圖形如圖1所示,AD=BE,理由如下:
∵△ABC是等邊三角形,∴AB=BC=AC,∠A=∠B=60°,
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得:∠ACB=∠DCE=60°,CD=CE,∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE.(2)如圖2,過點A作AF⊥EB交EB延長線于點F.
∵△ACD≌△BCE,∴∠CBE=∠A=60°,∴點E的運動軌跡是直線BE,
根據(jù)垂線段最短可知:當(dāng)點E與F重合時,AE的值最小,此時CD=CE=CF,
∵∠ACB=∠CBE=60°,∴AC∥EF,
∵AF⊥BE,∴AF⊥AC,在Rt△ACF中,∴CF===,∴CD=CF=.
專題7瓜豆原理中動點軌跡圓或圓弧型最值問題【專題說明】動點的軌跡為定圓時,可利用:“一定點與圓上的動點距離最大值為定點到圓心的距離與半徑之和,最小值為定點到圓心的距離與半徑之差”的性質(zhì)求解。確定動點軌跡為圓或者圓弧型的方法:動點到定點的距離不變,則點的軌跡是圓或者圓弧。當(dāng)某條邊與該邊所對的角是定值時,該角的頂點的軌跡是圓,具體運用如下;=1\*GB3①見直角,找斜邊,想直徑,定外心,現(xiàn)圓形=2\*GB3②見定角,找對邊,想周角,轉(zhuǎn)心角,現(xiàn)圓形【知識精講】如圖,P是圓O上一個動點,A為定點,連接AP,Q為AP中點.考慮:當(dāng)點P在圓O上運動時,Q點軌跡是?【分析】觀察動圖可知點Q軌跡是個圓,而我們還需確定的是此圓與圓O有什么關(guān)系?考慮到Q點始終為AP中點,連接AO,取AO中點M,則M點即為Q點軌跡圓圓心,半徑MQ是OP一半,任意時刻,均有△AMQ∽△AOP,QM:PO=AQ:AP=1:2.【小結(jié)】確定Q點軌跡圓即確定其圓心與半徑,由A、Q、P始終共線可得:A、M、O三點共線,由Q為AP中點可得:AM=1/2AO.Q點軌跡相當(dāng)于是P點軌跡成比例縮放.根據(jù)動點之間的相對位置關(guān)系【分析】圓心的相對位置關(guān)系;根據(jù)動點之間的數(shù)量關(guān)系【分析】軌跡圓半徑數(shù)量關(guān)系.
如圖,P是圓O上一個動點,A為定點,連接AP,作AQ⊥AP且AQ=AP.考慮:當(dāng)點P在圓O上運動時,Q點軌跡是?【分析】Q點軌跡是個圓,可理解為將AP繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)90°得AQ,故Q點軌跡與P點軌跡都是圓.接下來確定圓心與半徑.考慮AP⊥AQ,可得Q點軌跡圓圓心M滿足AM⊥AO;考慮AP=AQ,可得Q點軌跡圓圓心M滿足AM=AO,且可得半徑MQ=PO.即可確定圓M位置,任意時刻均有△APO≌△AQM.如圖,△APQ是直角三角形,∠PAQ=90°且AP=2AQ,當(dāng)P在圓O運動時,Q點軌跡是?【分析】考慮AP⊥AQ,可得Q點軌跡圓圓心M滿足AM⊥AO;考慮AP:AQ=2:1,可得Q點軌跡圓圓心M滿足AO:AM=2:1.即可確定圓M位置,任意時刻均有△APO∽△AQM,且相似比為2.【模型總結(jié)】為了便于區(qū)分動點P、Q,可稱點P為“主動點”,點Q為“從動點”.此類問題的必要條件:兩個定量主動點、從動點與定點連線的夾角是定量(∠PAQ是定值);主動點、從動點到定點的距離之比是定量(AP:AQ是定值).【結(jié)論】(1)主、從動點與定點連線的夾角等于兩圓心與定點連線的夾角:∠PAQ=∠OAM;(2)主、從動點與定點的距離之比等于兩圓心到定點的距離之比:AP:AQ=AO:AM,也等于兩圓半徑之比.按以上兩點即可確定從動點軌跡圓,Q與P的關(guān)系相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)+伸縮.古人云:種瓜得瓜,種豆得豆.“種”圓得圓,“種”線得線,謂之“瓜豆原理”.
【例題】1、如圖,在中,,,,點O是AB的三等分點,半圓O與AC相切,M,N分別是BC與半圓弧上的動點,則MN的最小值和最大值之和是()A.5 B.6 C.7 D.8【解析】如圖,設(shè)⊙O與AC相切于點D,連接OD,作垂足為P交⊙O于F,此時垂線段OP最短,PF最小值為,∵,,∴∵,∴∵點O是AB的三等分點,∴,,∴,∵⊙O與AC相切于點D,∴,∴,∴,∴,∴MN最小值為,如圖,當(dāng)N在AB邊上時,M與B重合時,MN經(jīng)過圓心,經(jīng)過圓心的弦最長,MN最大值,,∴MN長的最大值與最小值的和是6.故選B.
2、如圖,在矩形紙片ABCD中,,,點E是AB的中點,點F是AD邊上的一個動點,將沿EF所在直線翻折,得到,則的長的最小值是A. B.3 C. D.【解析】以點E為圓心,AE長度為半徑作圓,連接CE,當(dāng)點在線段CE上時,的長取最小值,如圖所示,根據(jù)折疊可知:.在中,,,,,的最小值.故選D.
3、如圖,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠ACB=30°,BC=23,△ADC與△ABC關(guān)于AC對稱,點E、F分別是邊DC、BC上的任意一點,且DE=CF,BE、DF相交于點P,則CP的最小值為()A.1 B.3 C.32 D【解析】連接AD,因為∠ACB=30°,所以∠BCD=60°,因為CB=CD,所以△CBD是等邊三角形,所以BD=DC.因為DE=CF,∠EDB=∠FCD=60°,所以△EDB≌△FCD,所以∠EBD=∠FDC,因為∠FDC+∠BDF=60°,所以∠EBD+∠BDF=60°,所以∠BPD=120°,所以點P在以A為圓心,AD為半徑的弧BD上,直角△ABC中,∠ACB=30°,BC=23,所以AB=2,AC=4,所以AP=2.當(dāng)點A,P,C在一條直線上時,CP有最小值,CP的最小值是AC-AP=4-2=2.故選D.4、如圖,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,E是AB邊的中點,F(xiàn)是線段BC上的動點,將ΔEBF沿EF所在直線折疊得到ΔEB'F,連接B'D,則B'D的最小值是_____.【解析】如圖所示點B'在以E為圓心EA為半徑的圓上運動,當(dāng)D、B'、E共線時,B'D的值最小,根據(jù)折疊的性質(zhì),△EBF≌△EB'F,∴∠B=∠EB'F,EB'=EB.∵E是AB邊的中點,AB=4,∴AE=EB'=2.又∵AD=6,∴DE2,∴B'D=225、如圖,中,,,,是內(nèi)部的一個動點,且滿足,則線段長的最小值為________.【解析】∵∠PAB+∠PBA=90°,∴∠APB=90°,∴點P在以AB為直徑的弧上(P在△ABC內(nèi))設(shè)以AB為直徑的圓心為點O,如圖接OC,交☉O于點P,此時的PC最短,∵AB=6,∴OB=3,又∵BC=4,∴,∴PC=5-3=26、如圖,點在半圓上,半徑,,點在弧上移動,連接,作,垂足為,連接,點在移動的過程中,的最小值是______.【解析】如圖,設(shè)AD的中點為點E,則由題意得,點H的運動軌跡在以點E為圓心,EA為半徑的圓上由點與圓的位置關(guān)系得:連接BE,與圓E交于點H,則此時取得最小值,連接BDAB為半圓O的直徑,
7、如圖,過拋物線上一點A作軸的平行線,交拋物線于另一點B,交軸于點C,已知點A的橫坐標(biāo)為.(1)求拋物線的對稱軸和點B的坐標(biāo);(2)在AB上任取一點P,連結(jié)OP,作點C關(guān)于直線OP的對稱點D;①連結(jié)BD,求BD的最小值;②當(dāng)點D落在拋物線的對稱軸上,且在軸上方時,求直線PD的函數(shù)表達(dá)式.【解析】(1)由題意A(﹣2,5),對稱軸x=﹣=4,∵A、B關(guān)于對稱軸對稱,∴B(10,5).(2)①如圖1中,由題意點D在以O(shè)為圓心OC為半徑的圓上,∴當(dāng)O、D、B共線時,BD的最小值=OB﹣OD=.②如圖2中,圖2當(dāng)點D在對稱軸上時,在Rt△ODE中,OD=OC=5,OE=4,∴DE==3,∴點D的坐標(biāo)為(4,3).設(shè)PC=PD=x,在Rt△PDK中,x2=(4﹣x)2+22,∴x=,∴P(,5),∴直線PD的解析式為y=﹣x+.
專題8瓜豆原理中動點軌跡不確定型最值問題【專題說明】動點軌跡非圓或直線時,基本上將此線段轉(zhuǎn)化為一個三角形中,(1)利用三角形兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊求最值。(2)在轉(zhuǎn)化較難進(jìn)行時,可借助直角三角形斜邊上的中線及中位線或構(gòu)建全等圖形進(jìn)一步轉(zhuǎn)化求最值?!局R精講】所謂“瓜豆原理”,就是主動點的軌跡與從動點的軌跡是相似性,根據(jù)主、從動點與定點連線形成的夾角以及主、從動點到定點的距離之比,可確定從動點的軌跡,而當(dāng)主動點軌跡是其他圖形時,從動點軌跡必然也是.【例題】如圖,在反比例函數(shù)的圖像上有一個動點A,連接AO并延長交圖像的另一支于點B,在第一象限內(nèi)有一點C,滿足AC=BC,當(dāng)點A運動時,點C始終在函數(shù)的圖像上運動,若tan∠CAB=2,則k的值為()A.2 B.4 C.6 D.8【分析】∠AOC=90°且AO:OC=1:2,顯然點C的軌跡也是一條雙曲線,分別作AM、CN垂直x軸,垂足分別為M、N,連接OC,易證△AMO∽△ONC,∴CN=2OM,ON=2AM,∴ON·CN=4AM·OM,故k=4×2=8.【思考】若將條件“tan∠CAB=2”改為“△ABC是等邊三角形”,k會是多少?
【模型】一、借助直角三角形斜邊上的中線1、如圖,在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=2,點A、C分別在x軸、y軸上,當(dāng)點A在x軸上運動時,點C隨之在y軸上運動,在運動過程中,點B到原點的最大距離是()A.6 B. C. D.【解析】如圖,取CA的中點D,連接OD、BD,則OD=CD=AC=×4=2,由勾股定理得,BD==2,當(dāng)O、D、B三點共線時點B到原點的距離最大,所以,點B到原點的最大距離是2+2.
【模型】二、借助三角形兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊1、如圖,已知等邊三角形ABC邊長為2,兩頂點A、B分別在平面直角坐標(biāo)系的x軸負(fù)半軸、軸的正半軸上滑動,點C在第四象限,連接OC,則線段OC長的最小值是()A.1 B.3 C.3 D.【解析】如圖所示:過點C作CE⊥AB于點E,連接OE,∵△ABC是等邊三角形,∴CE=AC×sin60°=,AE=BE,∵∠AOB=90°,∴EOAB,∴EC-OE≥OC,∴當(dāng)點C,O,E在一條直線上,此時OC最短,故OC的最小值為:OC=CE﹣EO=3故選B.
2、如圖,∠MON=90°,矩形ABCD的頂點A、B分別在邊OM、ON上,當(dāng)B在邊ON上運動時,A隨之在OM上運動,矩形ABCD的形狀保持不變,其中AB=4,BC=2.運動過程中點D到點O的最大距離是______.【解析】如圖,取AB的中點E,連接OE、DE、OD,∵OD≤OE+DE,∴當(dāng)O、D、E三點共線時,點D到點O的距離最大,此時,∵AB=4,BC=2,∴OE=AE=AB=2,DE==,∴OD的最大值為+2,
3、如圖,在中,,,,以線段為邊向外作等邊,點是線段的中點,連結(jié)并延長交線段于點.(1)求證:四邊形為平行四邊形;(2)求平行四邊形的面積;(3)如圖,分別作射線,,如圖中的兩個頂點,分別在射線,上滑動,在這個變化的過程中,求出線段的最大長度.【解析】(1)在中,,,,在等邊中,,,為的中點,,又,,在中,,為的中點,,,,,,又,,又,,,又,,即,四邊形是平行四邊形;(2)在中,,,,∴,;(3)取的中點,連結(jié),,,的最大長度4、如圖,在中,,將繞頂點逆時針旋轉(zhuǎn)得到是的中點,是的中點,連接,若,則線段的最大值為()A. B. C. D.【解析】連接CN,∵將繞頂點逆時針旋轉(zhuǎn)得到,∴,,∴,,∵是的中點,∴,∵在?CMN中,MN<CM+CN,當(dāng)且僅當(dāng)M,C,N三點共線時,MN=CM+CN=6,∴線段的最大值為6.故選D.
【模型】三、借助構(gòu)建全等圖形1、如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=5,點P是AC上的動點,連接BP,以BP為邊作等邊△BPQ,連接CQ,則點P在運動過程中,線段CQ長度的最小值是______.【解析】如圖,取AB的中點E,連接CE,PE.∵∠ACB=90°,∠A=30°,∴∠CBE=60°,
∵BE=AE,∴CE=BE=AE,
∴△BCE是等邊三角形,
∴BC=BE,
∵∠PBQ=∠CBE=60°,
∴∠QBC=∠PBE,
∵QB=PB,CB=EB,
∴△QBC≌△PBE(SAS),
∴QC=PE,
∴當(dāng)EP⊥AC時,QC的值最小,
在Rt△AEP中,∵AE=52,∠A=30°,
∴PE=12AE=54,
∴CQ
2、如圖,邊長為12的等邊三角形ABC中,M是高CH所在直線上的一個動點,連結(jié)MB,將線段BM繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到BN,連結(jié)HN.則在點M運動過程中,線段HN長度的最小值是()A.6 B.3 C.2 D.1.5【解析】如圖,取BC的中點G,連接MG,∵旋轉(zhuǎn)角為60°,∴∠MBH+∠HBN=60°,又∵∠MBH+∠MBC=∠ABC=60°,∴∠HBN=∠GBM,∵CH是等邊△ABC的對稱軸,∴HB=AB,∴HB=BG,又∵M(jìn)B旋轉(zhuǎn)到BN,∴BM=BN,在△MBG和△NBH中,,∴△MBG≌△NBH(SAS),∴MG=NH,根據(jù)垂線段最短,當(dāng)MG⊥CH時,MG最短,即HN最短,此時∠BCH=×60°=30°,CG=AB=×12=6,∴MG=CG=×6=3,∴HN=3;故選:B.【模型】四、借助中位線1、如圖,在等腰直角ABC中,斜邊AB的長度為8,以AC為直徑作圓,點P為半圓上的動點,連接BP,取BP的中點M,則CM的最小值為()A. B. C. D.【解析】連接AP、CP,分別取AB、BC的中點E、F,連接EF、EM和FM,∴EM、FM和EF分別是△ABP、△CBP和△ABC的中位線∴EM∥AP,F(xiàn)M∥CP,EF∥AC,EF=,∴∠EFC=180°-∠ACB=90°∵AC為直徑,∴∠APC=90°,即AP⊥CP∴EM⊥MF,即∠EMF=90°∴點M的運動軌跡為以EF為直徑的半圓上取EF的中點O,連接OC,點O即為半圓的圓心當(dāng)O、M、C共線時,CM最小,如圖所示,CM最小為CM1的長,∵等腰直角ABC中,斜邊AB的長度為8,∴AC=BC==∴EF==,F(xiàn)C==,∴OM1=OF==根據(jù)勾股定理可得OC=∴CM1=OC-OM1=,即CM最小值為故選C.2、如圖,拋物線與軸交于兩點,是以點為圓心,為半徑的圓上的動點,是線段的中點,連接,則線段的最小值是()A. B. C. D.【解析】∵,∴當(dāng)時,,解得:,∴A點與B點坐標(biāo)分別為:(,0),(3,0),即:AO=BO=3,∴O點為AB的中點,又∵圓心C坐標(biāo)為(0,4),∴OC=4,∴BC長度=,∵O點為AB的中點,E點為AD的中點,∴OE為△ABD的中位線,即:OE=BD,∵D點是圓上的動點,由圖可知,BD最小值即為BC長減去圓的半徑,∴BD的最小值為4,∴OE=BD=2,即OE的最小值為2,故選:A.
專題9一元二次方程在實際應(yīng)用中的最值問題【應(yīng)用呈現(xiàn)】近年來,某縣為發(fā)展教育事業(yè),加大了對教育經(jīng)費的投入,2009年投入6000萬元,2011年投入8640萬元.
(1)求2009年至2011年該縣投入教育經(jīng)費的年平均增長率;
(2)該縣預(yù)計2012年投入教育經(jīng)費不低于9500萬元,若繼續(xù)保持前兩年的平均增長率,該目標(biāo)能否實現(xiàn)?請通過計算說明理由.【解析】(1)設(shè)每年平均增長的百分率為x.
6000=8640,
=1.44,
∵1+x>0,
∴1+x=1.2,
x=20%.
答:每年平均增長的百分率為20%;
(2)2012年該縣教育經(jīng)費為8640×(1+20%)=10368(萬元)>9500萬元.
故能實現(xiàn)目標(biāo).2、如圖,要建造一個四邊形花圃ABCD,要求AD邊靠墻,CD⊥AD,AD∥BC,AB∶CD=5∶4,且三邊的總長為20m.設(shè)AB的長為5xm.(1)請求AD的長;(用含字母x的式子表示)(2)若該花圃的面積為50m2,且周長不大于30m,求AB的長.【解析】(1)作BH⊥AD于點H,則AH=3x,由BC=DH=20-9x得AD=20-6x(2)由2(20-9x)+3x+9x≤30得x≥eq\f(5,3),由eq\f(1,2)[(20-9x)+(20-6x)]×4x=50得3x2-8x+5=0,∴x1=eq\f(5,3),x2=1(舍去),∴5x=eq\f(25,3).答:AB的長為eq\f(25,3)米【方法總結(jié)】一、一元二次方程判別式求解1、已知x、y為實數(shù),且滿足,,求實數(shù)m最大值與最小值。【解析】由題意得所以x、y是關(guān)于t的方程的兩實數(shù)根,所以即解得m的最大值是,m的最小值是-1。2、已知m,n是關(guān)于x的一元二次方程x2﹣2tx+t2﹣2t+4=0的兩實數(shù)根,則(m+2)(n+2)的最小值是()A.7B.11C.12D.16【解析】∵m,n是關(guān)于x的一元二次方程x2﹣2tx+t2﹣2t+4=0的兩實數(shù)根,∴m+n=2t,mn=t2﹣2t+4,∴(m+2)(n+2)=mn+2(m+n)+4=t2+2t+8=(t+1)2+7.∵方程有兩個實數(shù)根,∴△=(﹣2t)2﹣4(t2﹣2t+4)=8t﹣16≥0,∴t≥2,∴(t+1)2+7≥(2+1)2+7=16.故選D.
二、配方法求最值1、設(shè)a、b為實數(shù),那么的最小值為_______?!窘馕觥慨?dāng),,即時,上式等號成立。故所求的最小值為-1。2、將形狀、大小完全相同的兩個等腰三角形如圖所示放置,點D在AB邊上,△DEF繞點D旋轉(zhuǎn),腰DF和底邊DE分別交△CAB的兩腰CA,CB于M,N兩點,若CA=5,AB=6,AB=1:3,則MD+的最小值為.【
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