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小专题(三) 特殊平行四边形中的最值问题

试卷简介

这份试卷聚焦于特殊平行四边形中的最值问题,尤其是菱形和矩形中特定条件下点的位置及线段长度的最值。题目设计巧妙,涵盖了动态几何问题的处理技巧,要求学生能够灵活运用几何性质和定理来解决复杂问题。

所涉及的知识点

该试卷主要考察学生对于特殊平行四边形(如菱形、矩形)中动态几何问题的理解,以及如何利用几何性质(如全等三角形、勾股定理等)来求解线段长度的最值问题。

小专题(三) 特殊平行四边形中的最值问题

【例】 (盐城中考)如图,把△EFP按图示方式放置在菱形ABCD中,使得顶点E、F、P分别在线段AB、AD、

AC上.已知EP=FP=4,EF=4,∠BAD=60°,且AB>4.

(1)求∠EPF的大小;

(2)若AP=6,求AE+AF的值;

(3)若△EFP的三个顶点E、F、P分别在线段AB、AD、AC上运动,请直接写出AP长的最大值和最小值.

[来源:学+科+网Z+X+X+K]

【思路点拨】 (1)求∠EPF的大小,就是解△EFP,通过作底边上的高转化为直角三角形解决;(2)这里∠BAD+∠EPF=180°,PE=PF,可通过构造全等三角形解决问题;(3)观察图形,作PM⊥AB于M,AP的长随PM大小的变化而变化.

【方法归纳】 动态图形中最值问题关键要改变思考的角度,善于转化为另一个量的最值问题考虑.

[来源:学.科.网Z.X.X.K][来源:Z#xx#k.Com]

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随之在边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的最大距离是多少?

2.以边长为2的正方形的中心O为端点,引两条相互垂直的射线,分别与正方形的边交于A、B两点,求线段AB的最小值.

参考答案

【例】(1)过点P作PG⊥EF,垂足为G.

∵PE=PF,PG⊥EF,∴FG=EG=2,∠FPG=∠EPG=∠EPF.

∵EP=4,∴在Rt△FPG中,由勾股定理得PG=2.∴PG=PF.∴∠PFG=30°.∴∠FPG=60°.∴∠EPF=2∠FPG=120°.

(20作PM⊥AB,PN⊥AD,垂足分别为M、N.在菱形ABCD中,∠DAC=∠BAC,

∴点P到AB、AD两边的距离相等,即PM=PN.

∵在Rt△PME和Rt△PNF中,PM=PN,PE=PF,新*课*标*第*一*网

∴Rt△PME≌Rt△PNF.∴FN=EM.

在Rt△PMA中,∠PMA=90°,∠PAM=∠DAB=30°,∴AM=3.

同理:AN=3.∴AE+AF=(AM-EM)+(AN+NF)=AM+AN=6.

(3)当EF⊥AC,点P在EF右侧时,AP有最大值,

当EF⊥AC,点P在EF左侧时,AP有最小值.故AP的最大值为8,AP的最小值为4.

针对训练

1.取AB的中点E,连接OE、DE、OD,

∵OD≤OE+DE,∴当O、D、E三点共线时,点D到点O的距离最大.

∵AB=2,BC=1,∴OE=AE=AB=1,DE===.

∴OD的最大值为+1. 

2.∵四边形CDEF是正方形,∴∠OCD=∠ODB=45°,∠COD=90°,OC=OD.

∵AO⊥OB,∴∠AOB=90°.∴∠COA+∠AOD=90°,∠AOD+∠DOB=90°.∴∠COA=∠DOB.

∵在△COA和△DOB中,

∴△COA≌△DOB.∴OA=OB.

∵∠AOB=90°,

∴△AOB是等腰直角三角形.

由勾股定理得AB==OA,要使AB最小,只要OA取最小值即可,

根据垂线段最短,OA⊥CD时,OA最小,

∵四边形CDEF是正方形,

∴FC⊥CD,OD=OF=OC.

∴CA=DA.

∴OA=CF=1.∴

AB=.

∴AB的最小值为.

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