九年级数学|中考复习几何最值问题典型题型及解题思路

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九年级数学| 高中入学考试复习

几何最小问题的典型题型

解决几何最大值问题的思路

两点之间最短的线段; 连接直线外一点与直线上所有点的线段中,垂直线段最短;

三角形两条边之和大于第三条边或三角形两条边之差小于第三条边(重叠时取最大值)

它是解决几何优化问题的理论基础,根据不同特征进行变换是解决优化问题的关键。 通过变换减少变量,向三定理靠拢,解决问题; 直接调用基本模型也是解决几何优化问题的有效方法。

几何极小问题中的基本模型示例

轴对称最大

图形

原则

两点之间最短的线段

两点之间最短的线段

三角形三边关系

特征

A、B为定点,l为定直线,P为直线l上的动点。 求AP+BP的最小值

A、B为定点,l为定直线,MN为直线l上的移动线段。 求AM+BN的最小值

A、B为定点,l为定直线,P为直线l上的动点。 求 |AP-BP| 的最大值

转变

构造其中一个固定点关于固定线 l 的对称点

先平移AM或BN,使M和N重合,然后做其中一个固定点相对于固定直线l的对称点

构造其中一个固定点关于固定线 l 的对称点

折叠最佳价值

图形

原则

两点之间最短的线段

特征

在△ABC中,两点M和N分别是AB和BC边上的移动点。 沿MN对折△BMN。 B点的对应点是B'。 连接AB'并找到AB'的最小值。

转变

转化为求AB'+B'N+NC的最小值

典型问题类型

1、如图:P点为∠AOB内的某一点。 点M和N分别在边OA和OB上移动。 若∠AOB=45°,OP=

,则△PMN的周长最小值为。

【分析】考虑P相对于OA、OB的对称点C、D。 连接OC、OD。 那么当M、N为CD、OA、OB交点时,△PMN的周长最短,最短值为CD的长度。 根据对称性,可以证明△COD是等腰直角三角形,并据此求解。

【答案】解:构造P关于OA、OB的对称点C、D。 连接OC、OD。 那么当M、N为CD、OA、OB交点时,△PMN的周长最短,最短值为CD的长度。

∵ PC 关于 OA 对称,

∴∠COP=2∠AOP,​​OC=OP

同理,∠DOP=2∠BOP,OP=OD

∴∠COD=∠COP+∠DOP=2 (∠AOP+∠BOP)=2∠AOB=90°,OC=OD。

∴△COD是等腰直角三角形。

那么CD=

奥克=

×3

=6.

【提问后的思考】

本题考察对称性的性质。 正确画图并理解△PMN最小周长的条件是解决问题的关键。

2、如图所示,当四边形PABN的周长最小时,a=。

【分析】因为AB和PN的长度是固定的,所以只要求PA+NB的长度即可。 问题是PA+NB什么时候最短。

将B点向左平移2个单位至B'点; 绕x轴关于B′画对称点B″,连接AB″,与x轴交于P,确定点N的位置。此时PA+NB最短。

设直线AB″的解析式为y=kx+b,用待定系数法求直线的解析式。 即可得到a的值。

【答案】解:将N点向左移动2个单位与P重合,B点向左移动2个单位至B′(2,-1)。

画出 B′ 的关于 x 轴的对称点 B″。 根据该方法,我们知道点B″(2, 1),

假设直线AB″的解析公式为y=kx+b,

,解为k=4,b=-7。

∴y=4x-7。 当y=0时,x=

,即 P (

,0),a=

所以填写答案:

【提问后的思考】

考查关于X轴的对称点、两点之间的最短线段等知识。

3、如图所示,两点A、B分别位于直线两侧。 A点与直线AM的距离=4,B点与直线BN的距离=1,MN=4。 P为直线上的移动点,|PA_PB|的最大值是。

【分析】在直线l的对称点B′处画B点,则PB=PB′,故|PA_PB|=|PA_PB′|,则当A、B′、P在一条直线上时, |PA-PB| 具有最大的值。 根据平行线的线段定理可以得到PN和PM的值,然后根据毕达哥拉斯定理可以得到PA和PB′的值,然后得到|PA的最大值_PB| 可以获得。

【答案】解:在直线l的对称点B′处作点B,连接AB′并在P处延长相交直线l。

∴B′N=BN=1,

过D点为B′D⊥AM,

利用毕达哥拉斯定理求AB′=5

∴|PA﹣PB|=5的最大值。

【提问后的思考】

这道题考的是作图——轴对称变换、毕达哥拉斯定理等。熟悉“两点之间最短线段”是回答这道题的关键。

4. 动手操作:在长方形纸片ABCD中,AB=3,AD=5。 如图所示,将纸张对折,使A点落在BC边的A′处,折痕为PQ。 当A'点在BC边缘上移动时,折叠的端点P和Q也移动。 如果限制P点和Q点分别在AB边和AD边上移动,则A′点在BC边上可以移动的最大距离为。

【分析】本题的关键是找到两个极值,即BA′取最大值或最小值时P点或Q点的位置。 通过实验不难发现,当P点和B点重合时,BA'取最大值3,当Q点和D点重合时,BA'取最小值1。因此,A'点的最大距离BC侧可以移动的是2。

【答案】解:当P点和B点重合时,BA′的最大值为3,

当Q点和D点重合时(如图所示),由毕达哥拉斯定理可得A′C=4。 此时BA'的最小值为1。

那么A′点在边BC上移动的最大距离为3-1=2。

所以答案是:2

【提问后的思考】

本题考验学生的动手能力以及图形折叠和勾股定理应用的知识。 难度稍大一些。 学生主要缺乏动手操作的习惯,仅凭想象就会犯错误。

5、如图所示,直角梯形纸片ABCD,AD⊥AB,AB=8,AD=CD=4,点E、F分别在线段AB、AD上,沿EF对折△AEF ,记A点的落点为P。当P落在直角梯形ABCD内时,PD的最小值等于。

【分析】如图所示,经过分析探索,只有当直径EF最大且A点落在BD上时PD才最小。 根据毕达哥拉斯定理,可以求出BD的长度,问题就可以解决。

【回答】

解决办法:如图所示,

∵当P点落在梯形内部时,∠P=∠A=90°,

∴四边形PFAE是以EF为直径的内接圆的四边形。

∴只有当直径EF最大且A点落在BD上时,PD最小,

此时E与B点重合;

由问题:PE=AB=8,

由毕达哥拉斯定理可知:

BD2=82+62=80,

∴BD=

,

∴PD=

【提问后的思考】

该命题以直角梯形为载体,以折叠变换为方法,以全等三角形的判定及其性质的应用为核心构建; 解决问题的关键是抓住人物运动中的某一瞬间,动中求静,以静制动。

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标签: 数学 九年级

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