1、
几何中的最值问题
一、知识点睛
几何中最值问题包括:“面积最值”及“线段(和、差)最值”.
求面积的最值,需要将面积表达成函数,借助函数性质结合取值范围求解;
求线段及线段和、差的最值,需要借助“垂线段最短”、“两点之间线段最短”及“三角形三边关系”等相关定理转化处理.
一般处理方法:
线段最大(小)值
线段差最大
线段和(周长)最小
平移
对称
旋转
平移
对称
旋转
转化
构造三角形
使目标线段与定长线段构成三角形
使点在线同侧
(如下图)
使点在线异侧
(如下图)
三角形三边关系定理
三
2、点共线时取得最值
两点之间,线段最短
垂线段最短
常用定理:
两点之间,线段最短(已知两个定点时)
垂线段最短(已知一个定点、一条定直线时)
三角形三边关系(已知两边长固定或其和、差固定时)
|PA-PB|最大,
需转化,使点在线同侧
PA+PB最小,
需转化,使点在线异侧
二、精讲精练
1. 如图,圆柱形玻璃杯,高为12cm,底面周长为18cm,在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在杯外壁,离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为______cm.
3、 第1题图 第2题图
2. 如图,点P是∠AOB内一定点,点M、N分别在边OA、OB上运动,若∠AOB=45°,OP=3,则△PMN周长的最小值为 .
3. 如图,正方形ABCD的边长是4,∠DAC的平分线交DC于点E,若点P,Q分别是AD和AE上的动点,则DQ+PQ的最小值为 .
第3题图 第4题图
4. 如图,在菱形ABCD中,AB=2,∠A=120°,点P、Q、K分别为线段BC、CD、BD上的任意一点,则PK+QK的最小值为 .
5. 如图,当
4、四边形PABN的周长最小时,a= .
第5题图 第6题图
6. 在平面直角坐标系中,矩形OACB的顶点O在坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点. 若E、F为边OA上的两个动点,且EF=2,当四边形CDEF的周长最小时,则点F的坐标为 .
7. 如图,两点A、B在直线MN外的同侧,A到MN的距离AC=8,B到MN的距离BD=5,CD=4,P在直线MN上运动,则的最大值等于 .
第7题图
5、 第8题图
8. 点A、B均在由面积为1的相同小矩形组成的网格的格点上,建立平面直角坐标系如图所示.若P是x轴上使得的值最大的点,Q是y轴上使得QA+QB的值最小的点,则= .
9. 如图,在△ABC中,AB=6,AC=8,BC=10,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为EF中点,则AM的最小值为_________.
第9题图 第10题图
10. 如图,已知AB=10,P是线段AB上任意一点,在AB的同侧分别以AP和PB为边作等边△APC和等边△BPD,则CD长度的最小值为
6、 .
11. 如图,点P在第一象限,△ABP是边长为2的等边三角形,当点A在x轴的正半轴上运动时,点B随之在y轴的正半轴上运动,运动过程中,点P到原点的最大距离是________.若将△ABP中边PA的长度改为,另两边长度不变,则点P到原点的最大距离变为_________.
第11题图 第12题图
12. 动手操作:在矩形纸片ABCD中,AB=3,AD=5.如图所示,折叠纸片,使点A落在BC边上的A′处,折痕为PQ,当点A′在BC边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动.若限定点P、Q分别在AB、AD边上移动,
7、则点A′在BC边上可移动的最大距离为 .
13. 如图,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,将△AEF沿EF翻折,点A的落点记为P.
(1)当P落在线段CD上时,PD的取值范围为 ;
(2)当P落在直角梯形ABCD内部时,PD的最小值等于 .
14. 在△ABC中,∠BAC=120°,AB=AC=4,M、N两点分别是边AB、AC上的动点,将△AMN沿MN翻折,A点的对应点为A′,连接BA′,则BA′的最小值是_________.
【参考答案】
1. 15 2.6 3. 4. 5. 6.(,0) 7.5 8.3 9. 10.5 11. ; 12.2
13.(1);(2)
14.
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