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初中几何八大经典模型(六) 最值模型

 博雅居308 2019-04-15

类型一将军饮马模型

通过对称进行等量代换,转化成两点之间的距离或点到直线的距离,或利用三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边求得最值。

1、同侧、异侧两线段之和最短

 

2、同侧、异侧两线段之差最大、最小

 

 

例1:已知A. B. C. D四点如图所示,请画出一点P,使P到点A. B. C. D的距离之和最小,并说明理由。

简答:连接ADBC,令其交点为P,在线段BC上任取一点Q(不同于点P),连接AQDQ,如图所示。

P,点Q均在线段BC上,

∴PB+PC=QB+QC

P在线段AD上,

∴PA+PD=AD

△QAD,QA+QD>AD(两边之和大于第三)

QA+QB+QC+QD>PA+PB+PC+PD.

线段ADBC的交点P为所要找的点。


例2:如图:AB两点在直线的两侧,点A到直线的距离AM=4,点B到直线的距离BN=2,且MN=4P为直线上的动点,PA+PB的最小值为         |PA−PB|的最大值为         |PA−PB|的最值为           

 

简答:(1)连接AB,交MN于点P,此时PA+PB最小=213

2)作B点关于MN的对称点B,连接AB并延长,与直线MN交于点P,此时|PA−PB|的值最大=PA-PB=AB=25

理由:在直线MN上任找异于点P的一点P,连接PAPB

由三角形两边之差小于第三边可知,PA-PBAB,当ABP三点共线时,取得最值

 

(3)易知:在直线MN上存在一点P,使得PA=PB,此时|PA−PB|的值最0

 


 

3、三角形、四边形周长最小

1如图,在四边形ABCD,∠BAD=110∘,∠B=∠D=90∘.BCCD上分别找一点MN,使△AMN周长最小,则∠AMN+∠ANM的度数为       .

解答:

如图,作点A关于BC的对称点A′,关于CD的对称点A″

连接A′A″BCCD的交点即为所求的点MN,

∵∠BAD=110∘,∠B=∠D=90°

∴∠A′+∠A″=180°−110°=70°

由轴对称的性质得:∠A′=∠A′AM∠A″=∠A″AN

∴∠AMN+∠ANM=2(∠A′+∠A″)=2×70°=140°.

 

2如图,∠MON=20°,AB分别为射线OMON上两定点,OA=2,OB=4,PQ分别为射线OMON两动点,PQ运动时,线段AQ+PQ+PB的最小值是      

解答:

A关于ON的对称点A′,B关于OM的对称点B′,连接A′B′,交于OM,ON分别为P,Q,连接OA′,OB′

PB′=PB,AQ=A′Q,OA′=OA=2,OB′=OB=4,∠MOB′=∠NOA′=∠MON=20°

∴AQ+PQ+PB=A′Q+PQ+PB′=A′B′,∠A′OB′=60°

∵cos60°=1/2,OA′/OB′=1/2

∴∠OA′B′=90°

∴A′B′=2√3

线段AQ+PQ+PB的最小值是:2√3.


4、需要平移的将军饮马

例题:如图已知四边形ABCD四个顶点的坐标为A(1,3)B(m,0)C(m+2,0)D(5,1),当四边形ABCD的周长最小时,m的值为______.

解答:

C点向左平移2单位与B重合,D向左平移2单位到D′(3,1)

D′关于x轴的对称点D″,则D″(3,−1)

设直线AD″的解析式为y=kx+b

带入AD两点坐标,解得k=−2b=5.

直线AD″的解析式为y=−2x+5.

y=0,x=5/2

B(5/2,0),m=5/2.

 

5、点到直线垂线段最短

 

例1:如图,在菱形ABCD,AB=6,B=60∘,点G是边CD边的中点,点E. F分别是AGAD上的两个动点,则EF+ED的最小值是        .

解答:

如图作DH⊥AC垂足为HAG交于点E

四边形ABCD是菱形,

∵AB=AD=CD=BC=6

∵∠B=60°,

∴∠ADC=∠B=60°

∴△ADC是等边三角形,

∵AG是中线,

∴∠GAD=∠GAC

H关于AG的对称点FAD上,此时EF+ED最小=DH.

∴EF+DE的最小值=DH=3√3


例2:如图,矩形ABCD,AD=5,AB=12,MAC,NAB,BM+MN的最小值为(      )

 

答:

B关于AC对称点E点,过EEF垂直ABABF点,

 

AC=13

AC边上的高为60/13,所以BE=120/13.

∵△ABC∽△BEF

∴AB/EF=AC/BE

求得EF=1440/169.

 

类型二 由已知定长线段求最值

找到与所求最值相关成三角形的两个定长线段,定长线段的和为最大值,定长线段的差为最小值。

1如图,边长为10的等边△ABC的顶点AB分别在x轴正半轴和y轴正半轴上运动,则动点C到原点O的距离的最大值           

答:

如图,取AB中点P,连接OPPC

CP、OP长都是定值,CP=5√3,OP=5

∵OP+PC  OC

OPC共线时,OC的值最大,最大值=5+5√3.

  

2如图,在RT△ABC中,∠ABC=90°AB=4BC=3,点D是半径为2的圆A上的一个动点,点ECD的中点,则BE长的最大值是多少?

简答:如图,取AC的中点F,连接BFEFAD

AD=2EF△ACD的中位线,∴EF=1,是定值

BFRT△ABC斜边上的中线,∴BF=1/2AC=5/2

∴BE≤BF+EF=1+5/2=7/2

B/F/E三点共线时BE取得最大值


类型三 旋转最值模型

通过旋转,找到与所求最值相关成三角形的两个定长线段,定长线段的和为最大值,定长线段的差为最小值。

1如图,四边形ABCD中,AB=4BC=3△ACD为等边三角形,求BD的最大值。

 

简答:将ABD绕D点顺时针旋转60°DA与DC重合,DB到DE的位置

易证DEB为等边三角形,BC=3,EC=AB=4,均为定值

BD=BEBC+EC=7

BCE三点共线时取得最大值

 

2在正方形ABCD外有一点PPA=3PB=4ACBD交于O点,求OP的最大值

简答:连接OP,将AOP绕O点旋转90°OBP处,连接BPPP

可知OPP为等腰直角三角形,OP=2/2PP

已知BP=4BP=AP=3,均为定值

PPBP+BP=7

PP的最大值为7

OP的最大值为72/2


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