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文檔簡介
專題1.4四邊形中的四大最值模型【北師大版】考卷信息:本套訓練卷共30題,題型針對性較高,覆蓋面廣,選題有深度,可加強學生對四邊形中的四大最值模型的理解!【題型1兩定一動型】1.(2023春·山東泰安·九年級統(tǒng)考期末)如圖,菱形ABCD的邊長為4,且∠DAB=60°,E是BC的中點,P為BD上一點且△PCE的周長最小,則△PCE的周長的最小值為(
)
A.27+2 B.7+1 C.2【答案】A【分析】由菱形的性質(zhì)可得點A與點C關(guān)于BD對稱,連接AE交BD于點P,連接PC,則△PCE的周長=PC+PE+CE=AE+CE,此時△PCE的周長最小,過點E作EG⊥AB交AB的延長線于G,由菱形的性質(zhì)和∠DAB=60°可得∠EBG=60°,從而可得BG=1,EG=3【詳解】解:∵四邊形ABCD是菱形,∴點A與點C關(guān)于BD對稱,如圖,連接AE交BD于點P,連接PC,,則PE+PC=PE+PA=AE,∴△PCE的周長=PC+PE+CE=AE+CE,此時△PCE的周長最小,∵E是BC的中點,菱形ABCD的邊長為4,∴BE=CE=2,過點E作EG⊥AB交AB的延長線于G,∵四邊形ABCD為菱形,邊長為4,∴AD∥BC,AB=4,∴∠EBG=∠BAD=60°,∵EG⊥AB,∴∠EGB=90°,∴∠EBG+∠BEG=90°,∴∠BEG=30°,∴BG=1∴AG=AB+BG=4+1=5,∴AE=A∴△PCE的周長的最小值=AE+CE=27故選:A.【點睛】本題主要考查了菱形的性質(zhì)、軸對稱的性質(zhì)、含30°角的直角三角形的性質(zhì)、勾股定理,熟練掌握菱形的性質(zhì)、軸對稱的性質(zhì)、含30°角的直角三角形的性質(zhì)、勾股定理,添加適當?shù)妮o助線,求出AE的長,是解題的關(guān)鍵.2.(2023春·山東濱州·九年級統(tǒng)考期末)如圖,菱形ABCD的邊長為4,∠DAB=60°,E為BC的中點,在對角線AC上存在一點P,使△PBE的周長最小,則△PBE的周長的最小值為(
)A.23 B.4 C.23+2【答案】C【分析】如下圖,△BEP的周長=BE+BP+EP,其中BE是定值,只需要BP+PE為最小值即可,過點E作AC的對稱點F,連接FB,則FB就是BP+PE的最小值.【詳解】如下圖,過點E作AC的對稱點F,連接FB,F(xiàn)E,過點B作FE的垂線,交FE的延長線于點G∵菱形ABCD的邊長為4,點E是BC的中點∴BE=2∵∠DAB=60°,∴∠FCE=60°∵點F是點E關(guān)于AC的對稱點∴根據(jù)菱形的對稱性可知,點F在DC的中點上則CF=CE=2∴△CFE是等邊三角形,∴∠FEC=60°,EF=2∴∠BEG=60°∴在Rt△BEG中,EG=1,BG=3∴FG=1+2=3∴在Rt△BFG中,BF=32+根據(jù)分析可知,BF=PB+PE∴△PBE的周長=23故選:C【點睛】本題考查菱形的性質(zhì)和利用對稱性求最值問題,解題關(guān)鍵是利用對稱性,將BP+PE的長轉(zhuǎn)化為FB的長.3.(2023春·湖南湘潭·九年級統(tǒng)考期末)如圖,長方形OABC,是一張放在平面直角坐標系中的長方形紙片,O為原點,點A在x軸上,點C在y軸上,OA=10,OC=6,在AB上取一點M使得△CBM沿CM翻折后,點B落在x軸上,記作B′點,(1)求B(2)求折痕CM所在直線的表達式;(3)求折痕CM上是否存在一點P,使PO+PB'【答案】(1)B'(8,0(2)y=-(3)存在,最小值是2【分析】(1)在Rt△B'OC中,求出OB(2)在Rt△AB'M中,求出AM可得M(3)連接OB,OB與CM交點即為所求點P,連接PB',根據(jù)△CBM沿CM翻折后,點B落在B'點,知PO+PB'=PO+PB≥OB,,用股股定理即可求出PO+PB【詳解】(1)解:∵四邊形OABC是長方形,OA=10,∴BC=OA=10,∵△CBM沿CM翻折,∴B'C=BC=在Rt△B′OC中,B′C=10,OC=6,∴B'O=B∴B'(8,0故答案為:(8,0);(2)解:設(shè)AM=x,則BM=AB﹣AM=6﹣x,∵OA=10,B′O=8,∴B'A=2∵△CBM沿CM翻折,∴B'M=BM=6﹣x在Rt△AB'M中,B'∴22+x2=(∴M(10,83設(shè)CM所在直線的解析式為y=kx+b,將C(0,6)、M(10,836=b83=10k+b,解得k=﹣13,∴CM所在直線的解析式為y=﹣13x+6(3)解:折痕CM上存在一點P,使PO+PB'最小,連接OB,OB與CM交點即為所求點P,連接PB',如下圖,∵△CBM沿CM翻折后,點B落在B'點,∴PB=PB',∴PO+PB'當O、P、B共線時,PO+PB'最小,∵OB=O∴PO+PB'的最小值為234【點睛】本題考查一次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法、長方形中的折疊、最短距離等知識,掌握折疊的性質(zhì)以及熟練運用勾股定理是解題的關(guān)鍵.4.(2023春·河北邯鄲·九年級統(tǒng)考期末)如圖所示,在平面直角坐標系中,已知一次函數(shù)y=12x+1的圖象與x軸,y軸分別交于A,B兩點,以AB(1)求正方形ABCD的面積;(2)求點C和點D的坐標;(3)在x軸上是否存在點M,使△MDB的周長最???若存在,請求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.【答案】(1)5(2)C(-1,3),D(-3,2)(3)M-1,0【分析】(1)由一次函數(shù)y=12x+1,可求出A和B點坐標,即得出OA和OB(2)作CE⊥y軸,DF⊥x軸.根據(jù)正方形的性質(zhì)結(jié)合所作輔助線易證△BCE≌△DAF≌△ABO(AAS),即得出BE=DF=OA=2,CE=AF=OB=1,從而可求出OE=3,OF=3,即得出C、(3)找出點B關(guān)于x軸的對稱點B',連接B'D,與x軸交于點M,根據(jù)軸對稱的性質(zhì)可知此時△BMD周長最?。葿(0,1),得出B'(0,-1),利用待定系數(shù)法可求出直線B'D的解析式為y=-x-1,從而可求出M點坐標.【詳解】(1)對于直線y=12x+1,令x=0,得到y(tǒng)=1;令y=0∴A(-2,0),B(0,1),∴在Rt△AOB中,OA=2,OB=1∴根據(jù)勾股定理得:AB=2∴正方形ABCD面積為5;(2)如圖,作CE⊥y軸,DF⊥x軸,∴∠CEB=∠AFD=∠AOB=90°.∵四邊形ABCD是正方形,∴BC=AB=AD,∠DAB=∠ABC=90°,∴∠DAF+∠BAO=90°,∠ABO+∠CBE=90°,∵∠DAF+∠ADF=90°,∠BAO+∠ABO=90°,∴∠BAO=∠ADF=∠CBE,∴△BCE≌△DAF≌△ABO(AAS∴BE=DF=OA=2,CE=AF=OB=1,∴OE=OB+BE=2+1=3,OF=OA+AF=2+1=3,∴C(-1,3),D(-3,2);(3)如圖,找出點B關(guān)于x軸的對稱點B',連接B'D,與x軸交于點M,則此時△BMD周長最?。連(0,1),∴B'(0,-1)設(shè)直線B'D的解析式為y=kx+b(k≠0),把B'與D坐標代入得:b=-1-3k+b=2解得:k=-1b=-1∴直線B'D的解析式為y=-x-1.對于y=-x-1,令y=0,得到x=-1,∴M(-1,0).【點睛】本題考查正方形的性質(zhì),勾股定理,坐標與圖形,三角形全等的判定和性質(zhì),一次函數(shù)的應(yīng)用以及軸對稱變換等知識.正確的作出輔助線并利用數(shù)形結(jié)合的思想是解題關(guān)鍵.5.(2023春·山東濰坊·九年級統(tǒng)考期末)如圖①,四邊形ABCD是邊長為4的正方形,M是正方形對角線BD(不含B、D兩個端點)上任意一點,將△BAM繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到△BEN,連接EA、MN;P是AD的中點,連接PM.(1)AM+PM的最小值等于;(2)求證:△BNM是等邊三角形;(3)如圖②,以B為坐標原點建立平面直角坐標系,若點M使得AM+BM+CM的值最小,求M點的坐標.【答案】(1)25;(2)見解析;(3)(6-2【分析】(1)如圖①中,連接PC.利用勾股定理求出PC,再證明AM=MC,推出AM+PM=PM+CM≥PC,由此可得結(jié)論.(2)根據(jù)有一個角是60°的等腰三角形是等邊三角形證明即可.(3)首先說明E,N,M,C共線時,AM+BM+CM的值最小,此時點M在EC與BD的交點處,求出直線EC,BD的解析式,構(gòu)建方程組可得結(jié)論.【詳解】解:(1)如圖①中,連接PC.∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=BC=AD=CD=4,∠CDP=90°,∠ABM=∠CBM=45°,∵P是AD的中點,∴PA=PD=2,∴PC=D∵BA=BC,∠ABM=∠CBM,BM=BM,∴ΔABM?ΔCBM(SAS),∴AM=CM,∴AM+PM=CM+PM,∵PM+CM?PC,∴AM+PM?25∴AM+PM的最小值為25故答案為:25(2)證明:由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知BM=BN,∵∠MBN=60°,∴ΔBMN是等邊三角形.(3)解:如圖②中,過點E作EP⊥x軸于P,連接EC.由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知,AM=EN,∵ΔBMN是等邊三角形,∴BM=MN,∴AM+BM+CM=EN+NM+MC,∵EN+NM+MC?EC,∴E,N,M,C共線時,AM+BM+CM的值最小,此時點M在EC與BD的交點處,∵AB=BE=4,∠ABE=60°,∴∠EBP=90°-60°=30°,∴EP=12BE=2∴E(-23,2)∵C(4,0),D(4,4),設(shè)直線EC解析式為y=kx+b,則有4k+b=0-2解得k=3∴y=(3同法可得直線BD的解析式為y=x,由y=xy=(3-2)x+8-4∴M(6-233【點睛】本題屬于四邊形綜合題,考查了正方形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形,一次函數(shù)的應(yīng)用,最短問題等知識,解題的關(guān)鍵是正確尋找全等三角形解決問題,學會構(gòu)建一次函數(shù),構(gòu)建方程組確定交點坐標,屬于中考壓軸題.6.(2023春·全國·九年級期中)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.(1)求證:△AMB≌△ENB;(2)①當M點在何處時,AM+CM的值最小;②當M點在何處時,AM+BM+CM的值最小,并說明理由;(3)當AM+BM+CM的最小值為23+2時,求正方形的邊長.【答案】(1)見解析;(2)①當M點落在BD的中點時,AM+CM的值最小;②當M點位于BD與CE的交點處時,AM+BM+CM的值最小,理由見解析;(3)22.【分析】(1)由題意得MB=NB,∠ABN=15°,所以∠EBN=45°,容易證出△AMB≌△ENB;(2)①根據(jù)“兩點之間線段最短”,可得,當M點落在BD的中點時,AM+CM的值最小;②根據(jù)“兩點之間線段最短”,當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;(3)作輔助線,過E點作EF⊥BC交CB的延長線于F,由題意求出∠EBF=30°,設(shè)正方形的邊長為x,在Rt△EFC中,根據(jù)勾股定理求得正方形的邊長為22.【詳解】(1)證明:∵△ABE是等邊三角形,∴BA=BE,∠ABE=60°.∵∠MBN=60°,∴∠MBN﹣∠ABN=∠ABE﹣∠ABN,即∠MBA=∠NBE.在△AMB和△ENB中AB=BE∠MBA=∠NBE∴△AMB≌△ENB(SAS).(2)解:①由兩點之間線段最短可知,當M點落在BD的中點時,A、M、C三點共線,AM+CM的值最?。谌鐖D,連接CE,當M點位于BD與CE的交點處時,AM+BM+CM的值最?。碛扇缦拢哼B接MN,由(1)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”可知,若E、N、M、C在同一條直線上時,EN+MN+CM取得最小值,最小值為EC.(3)解:過E點作EF⊥BC交CB的延長線于F,∴∠EBF=∠ABF﹣∠ABE=90°﹣60°=30°.設(shè)正方形的邊長為x,則EF=x2,BF=x2-1在Rt△EFC中,∵EF2+FC2=EC2,∴(x2)2+(32x+x)2=(23+2)解得x1=22,x2=﹣22(舍去負值).∴正方形的邊長為22.【點睛】本題考查了四邊形的綜合題:熟練掌握正方形性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)和旋轉(zhuǎn)的性質(zhì);會利用含30度的直角三角形三邊的關(guān)系和勾股定理進行計算;會運用兩點之間線段最短解決有關(guān)線段的和的最小值問題,解本題的關(guān)鍵是找出取最小值時M的位置.7.(2023春·廣東深圳·九年級校聯(lián)考期中)長方形紙片OABC中,AB=10cm,BC=6cm,把這張長方形紙片OABC如圖放置在平面直角坐標系中,在邊OA上取一點E,將△ABE沿BE折疊,使點A恰好落在OC邊上的點F處.(1)求點E、F的坐標;(2)在AB上找一點P,使PE+PF最小,求點P坐標;(3)在(2)的條件下,點Q(x,y)是直線PF上一個動點,設(shè)△OCQ的面積為S,求S與x的函數(shù)關(guān)系式.【答案】(1)點E的坐標為(0,83),點F的坐標為(-2,0);(2)點P的坐標為(-57,6);(3)S=【分析】(1)根據(jù)勾股定理求出CF,得到OF,求出點F的坐標,根據(jù)勾股定理得到點E的坐標;(2)根據(jù)軸對稱-最短路徑問題確定點P,根據(jù)待定系數(shù)法求出直線FE′的解析式,根據(jù)一次函數(shù)的性質(zhì)求出點P坐標;(3)分Q在x軸上方和Q在x軸下方兩種情況,根據(jù)三角形的面積公式計算.【詳解】(1)設(shè)OE=x,則AE=6-x,由折疊知BA=BF=10,EF=AE=6-x,∵四邊形OABC是長方形,∴∠BCO=90°,∴CF=BF2-BC2=8,∴OF=∴點F的坐標為(-2,0),在Rt△EOF中,EF2=OF2+OE2,即(6-x)2=22+x2,解得,x=83∴點E的坐標為(0,83∴點E的坐標為(0,83),點F的坐標為(-2,0(2)如圖,作E關(guān)于AB的對稱點E′,連結(jié)FE′,交AB于P,則PE+PF最小最小,∵點E的坐標為(0,83),∴AE=6-83=∵點E與點E′關(guān)于AB對稱,∴AE′=AE=103∴OE′=103+6=283,∴點E′的坐標為(0,設(shè)直線FE′的解析式為y=kx+b,則b=283-2k+b=0,解得,k=143,則直線FE′的解析式為y=143x+28當y=6時,143x+283=6,解得,x=-∴點P的坐標為(-57,6(3)設(shè)點Q的坐標為(x,143x+28當Q在x軸上方時,即x>-2時,S=12×10×(143x+283)=703當Q在x軸下方時,即x<-2時,S=12×10×(-143x-283)=-703綜上所述,S=703【點睛】本題考查的是正方形的性質(zhì),軸對稱-最短路徑問題,待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式,正確作出使PE+PF最小時點P的位置,靈活運用待定系數(shù)法是解題的關(guān)鍵.8.(2023·四川廣安·九年級校聯(lián)考期中)如圖,正方形ABCD的邊長為2,M、N分別為AB、AD的中點,在對角線BD上找一點P,使△MNP的周長最小,則此時PM+PN=.【答案】2【分析】根據(jù)題得出要使△MNP的周長最小,只要MP+NP最小即可,過N作NG⊥BD交BD于G,交CD于F,連接MF交BD于P,根據(jù)正方形性質(zhì)求出NG=DG=FG,得出N、F關(guān)于BD對稱,求出MP+NP=MP+PF=MF,得出此時的PN+PM的值最小,得出四邊形AMFD是平行四邊形,求出MF=AD=2,即可求出MP+NP的值.【詳解】∵DN=AM=AN=1,∠A=90°,∴由勾股定理求出MN=2,即MN值一定,∴要使△MNP的周長最小,只要MP+NP最小即可,過N作NG⊥BD交BD于G,交CD于F,連接MF交BD于P,∵四邊形ABCD是正方形,∴∠NDB=∠FDB=12∠ADC=45°∴∠DNG=∠DFG=90°-45°=45°,∴∠DNG=∠NDG,∠DFG=∠FDG,∴NG=DG=FG,即N、F關(guān)于BD對稱,∴PN=PF,∴MP+NP=MP+PF=MF,即此時的PN+PM的值最小,∵BD⊥NF,NG=FG,∴DN=DF=1=AM,∵四邊形ABCD是正方形,∴AM∥DF,∴四邊形AMFD是平行四邊形,∴MF=AD=2,即MP+NP=2,故答案為2.【點睛】本題考查了正方形性質(zhì)和軸對稱-最短路線問題,題目綜合性比較強,但比較典型,是一道比較好的題目,有一定的難度.【題型2兩動一定型】1.(2023春·浙江杭州·九年級統(tǒng)考期中)如圖,四邊形ABCD中,∠BAD=110°,∠B=∠D=90°,在BC、CD上分別找一點M、N,使△AMN周長最小,此時∠MAN的度數(shù)為(
)A.30° B.40° C.50° D.45°【答案】B【分析】根據(jù)要使△AMN的周長最小,即利用點的對稱,讓三角形的三邊在同一直線上,作出A關(guān)于BC和ED的對稱點A′,A″,連接A′A″,交BC于M,交CD于N,則A′A″即為△AMN的周長最小值.【詳解】作DA延長線AH,即可得出∠A′+∠A″=180°-110°=70°,進而得出∠MAN=110°-70°=40°.故選:B考點:軸對稱的性質(zhì)2.(2023春·廣東廣州·九年級廣州市第四十一中學統(tǒng)考期中)如圖,菱形ABCD的邊長為2cm,∠A=120°,點E是BC邊上的動點,點P是對角線BD上的動點,若使PC+PEA.5 B.2 C.32 D.【答案】D【分析】根據(jù)菱形的性質(zhì),可知點A和點C關(guān)于BD對稱,再根據(jù)對稱的性質(zhì),將PE+PC轉(zhuǎn)化為PA+PE,然后根據(jù)垂線段最短可知,當AE⊥BC時,PE+PC取得最小值.【詳解】解:連接AC,PA,AE,如圖所示,∵四邊形ABCD是菱形,∴點A和點C關(guān)于BD對稱,∴PE+PC=PE+PA,∵當AE⊥BC時,點A到BC的距離最短,∴當AE⊥BC時,此時AE于BD的交點為P時,PE+PA=AE,PC+PE的值最小,∵菱形ABCD的邊長為2cm,∠A=120°∴∠ABE=60°,AB=2cm∴∠BAE=30°,∴BE=12AB=1∴AE=AB2即PC+PE的最小值是3,故選:D.【點睛】本題考查菱形的性質(zhì)、對稱軸—最短路徑問題,解答本題的關(guān)鍵是找出PC+PE的值最小,即點A到線段BC的距離,其中垂線段垂足是點E的所在位置,垂線段與BD的交點是點P的所在位置.3.(2023春·甘肅蘭州·九年級統(tǒng)考期中)如圖正方形ABCD的面積為24,△ABE是等邊三角形,點E在正方形ABCD內(nèi),在對角線AC上有一動點P,要使PD+PE最小,則這個最小值為(
)A.3 B.23 C.26 D【答案】C【分析】由于點B與D關(guān)于AC對稱,所以連接BE,與AC的交點即為P點.此時PD+PE=BE最小,而BE是等邊ΔABE的邊,BE=AB,由正方形ABCD的面積為16,可求出AB【詳解】解:設(shè)BE與AC交于點P',連接BD∵點B與D關(guān)于AC對稱,∴P∴P∵正方形ABCD的面積為24,∴AB=26又∵△ABE是等邊三角形,∴BE=AB=26故選:C.【點睛】本題考查的是正方形的性質(zhì)和軸對稱-最短路線問題,熟知“兩點之間,線段最短”是解答此題的關(guān)鍵.4.(2023春·浙江寧波·九年級寧波市第十五中學校考期中)如圖,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,若在AC,AB上各取一點M,N,使BM+MN的值最小,求這個最小值(
)A.23 B.21195 C.2【答案】D【分析】作點B關(guān)于AC的對稱點H,連接HB,交AC于O,連接AH,HM,連接HN,由對稱性可得AB=AH=4,HM=BM,BO=HO,可得MN+BM=HM+MN,則當點H,點M,點N共線且HN⊥AB時,根據(jù)兩點之間線段最短可得MN+BM的最小值為HN,在Rt△AOB中,利用勾股定理可求AO的長,利用等面積法即可求解.【詳解】解:如圖,作點B關(guān)于AC的對稱點H,連接HB,交AC于O,連接AH,HM,連接HN,∴AB=AH=4,HM=BM,BO=HO,∴MN+BM=HM+MN,∴當點H,點M,點N共線且HN⊥AB時,MN+BM的最小值為HN,∵AB=4,BC=3,∴AC=AB∵S△ABC=12×AB×BC=12AC×∴BO=4×35∴BH=245在Rt△AOBAO=A∵HN⊥AB,∴S△ABH=12×AB×HN=12BH×∴HN=∴MN+BM的最小值為9625故選:D.【點睛】本題考查了軸對稱﹣最短路線問題,矩形的性質(zhì),三角形的面積公式,勾股定理等知識,利用面積法求出BO是解題的關(guān)鍵.5.(2023春·廣東湛江·九年級湛江市第二中學??计谥校┤鐖D1,矩形OABC擺放在平面直角坐標系中,點A在x軸上,點C在y軸上,OA=3,OC=2,過點A的直線交矩形OABC的邊BC于點P,且點P不與點B、C重合,過點P作∠CPD=∠APB,PD交x軸于點D,交y軸于點E.(1)若△PAB為等腰直角三角形.①求直線AP的函數(shù)解析式;②在x軸上另有一點G的坐標為2,0,請在直線AP和y軸上分別找一點M、N,使△GMN的周長最小,并求出(2)如圖2,過點E作EF∥AP交x軸于點F,若以A、P、F、E為頂點的四邊形是平行四邊形,求直線【答案】(1)①y=-x+3;②26(2)y=2x-2【分析】(Ⅰ)①根據(jù)題意可求P1,2,用待定系數(shù)法可求直線AP②作點G關(guān)于y軸的對稱點G'-2,0,作點G關(guān)于直線AP的對稱點G″3,1,連接G'G″'交y(2)作PM⊥AD于M,可證AM=DM,由題意可證△PDM≌△EDOAAS,可求EO=PM=2,OD=DM=AM=1,即可得E點,P點坐標,即可求直線PE【詳解】(1)解:①∵矩形OABC,OA=3,OC=2,∴A3,0,C0,AO∥BC,AO=BC=3,∵△PAB為等腰直角三角形∴BP=AB=2,∴CP=BC-BP=3-2=1,∴P1設(shè)直線AP的解析式y(tǒng)=kx+b,過點A3,0∴3k+b=0k+b=2解得:k=-1b=3∴直線AP的解析式y(tǒng)=-x+3;②作點G關(guān)于y軸的對稱點G'-2,0,作點G關(guān)于直線AP的對稱點G″3,1,連接G'G″'∴AG'=O在Rt△AG'∴△GMN周長的最小值為26.(2)如圖,作PM⊥AD于M,∴∠PMD=∠EOD=90°,∠PMO=∠PMA=90°,∴四邊形PCOM和四邊形ABPM都是矩形,∵BC∥∴∠CPD=∠PDA,∠APB=∠PAD,又∴∠CPD=∠APB,
∴∠PDA=∠PAD,∴PD=PA,∴DM=AM,∵四邊形PAEF是平行四邊形,∴PD=ED,在△PDM和△EDO中,∠PMD=∠EOD∠PDM=∠EDOPD=ED∴△PDM≌△EDOAAS∴DM=DO,PM=EO,∴OD=DM=MA,∵PM=AB=2,OA=3,∴OE=2,CP=OM=2,∴E0,-2設(shè)直線PE的解析式y(tǒng)=mx+n,∴n=-22m+n=2∴m=2n=-2∴直線PE的解析式y(tǒng)=2x-2.【點睛】本題屬于一次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,等腰三角形的判定和性質(zhì),軸對稱的性質(zhì),勾股定理,矩形的判定和性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),全等三角形判定和性質(zhì),兩點之間線段最短.靈活運用這些性質(zhì)解決問題是本題的關(guān)鍵.6.(2023春·廣東廣州·九年級中山大學附屬中學校考期末)如圖,在四邊形ABCD中,∠B=∠D=90°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點,連接AE,(1)如圖①,AB=AD,∠BAD=120°,∠EAF=60°.求證:EF=BE+DF;(2)如圖②,∠BAD=120°,△AEF周長何時最小,作出圖形,并直接寫出∠AEF+∠AFE=______°(3)如圖③,若四邊形ABCD為正方形,點E、F分別BC,CD上,且∠EAF=45°,若BE=3,DF=2,請求出線段EF的長度.【答案】(1)見解析(2)120(3)5【分析】(1)延長FD到點G,使DG=BE,連接AG,首先證明△ABE≌△ADGSAS,則有AE=AG,∠BAE=∠DAG,然后利用角度之間的關(guān)系得出∠EAF=∠FAG=60°,進而可證明△EAF(2)分別作點A關(guān)于BC和CD的對稱點A',A″,連接A'A″,交BC于點E,交CD于點F,由對稱的性質(zhì)可得A'E=AE,A″(3)旋轉(zhuǎn)△ABE至△ADP的位置,首先證明△PAF≌△EAFSAS,則有EF=FP【詳解】(1)證明:如解圖①,延長FD到點G,使DG=BE,連接AG,在△ABE和△ADG中,AB=AD∴△ABE≌∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,∵∠BAD=120°,∴∠BAE+∠FAD=∠DAG+∠FAD=60°,∴∠EAF=∠FAG=60°,在△EAF和△GAF中AE=AG∠EAF=∠GAF∴△EAF≌∴EF=FG=DG+DF,∴EF=BE+DF;(2)如解圖,分別作點A關(guān)于BC和CD的對稱點A',A″,連接A'A″,交BC于點E,交CD∴此時△AEF的周長為AE+EF+AF=A∴當點A',E,F,A″在同一條直線上時,∵∠DAB=120°,∴∠A∵∠A'+∠EA∴∠AEF+∠AFE=2∠故答案為:120;(3)如解圖,旋轉(zhuǎn)△ABE至△ADP的位置,∴∠PAE=∠DAE+∠PAD=∠DAE+∠EAB=90°,AP=AE,∠PAF=∠PAE-∠EAF=90°-45°=45°=∠EAF,在△PAF和△EAF中AP=AE∠PAF=∠EAF∴△PAF≌∴EF=FP,∴EF=FP=PD+DF=BE+DF=3+2=5.【點睛】本題主要考查全等三角形的判定及性質(zhì),軸對稱的性質(zhì),掌握全等三角形的判定及性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.7.(2023春·陜西西安·九年級統(tǒng)考期末)探究:(1)如圖,P、Q為△ABC的邊AB、AC上的兩定點,在BC上求作一點M,使△PQM的周長最短.(不寫作法)(2)如圖,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,E、F分別為邊AB、AD的中點,點M、N分別為BC、CD上的動點,求四邊形EFNM周長的最小值.(3)如圖,正方形ABCD的邊長為2,點O為AB邊中點,在邊AD、CD、BC上分別確定點M、N、P.使得四邊形OMNP周長最小,并求出最小值.【答案】(1)作圖見解析;(2)四邊形EFNM周長的最小值20;(3)最小值為42【分析】(1)作點P關(guān)于BC的對稱點P',連接P'Q,交BC于點M,依據(jù)對稱軸的性質(zhì),可得ΔPQM(2)作點E關(guān)于BC的對稱點E',作點F關(guān)于CD的對稱點F',連接E'F',交BC于M,交CD于N,連接EM,MN,F(xiàn)N,則EM=E'M,F(xiàn)N=F(3)作點O關(guān)于AD的對稱點O1,關(guān)于BC的對稱點O2,作O2關(guān)于CD的對稱點O3,連接O1M,O2P,O3N,則O1M=OM,【詳解】解:(1)如圖所示,作點P關(guān)于BC的對稱點P',連接P'Q,交BC連接PQ,PM,MQ,則PM=P∴此時ΔPQM的周長最短為PQ+PM+QM=PQ+∴點M即為所求.(2)如圖所示,作點E關(guān)于BC的對稱點E',作點F關(guān)于CD的對稱點F',連接E'F',交BC于M連接EM,MN,F(xiàn)N,則EM=E'M∴EF+EM+MN+FN=EF+E∴此時,四邊形EFNM周長的最小值為EF+E∵AB=6,AD=8,E、F分別為邊AB、AD的中點,∴AE'=6+3=9∴Rt△AE'F又∵RtΔAEF中,∴四邊形EFNM周長的最小值=EF+E(3)如圖所示,作點O關(guān)于AD的對稱點O1,關(guān)于BC的對稱點O2,作O2關(guān)于CD的對稱點O3,連接O1則O1M=OM,O2當N,P,O2在同一直線上時,OP+NP=當O1,M,N,O3在同一直線上時,此時四邊形OMNP周長最小為O1O3的長,點M,N∵正方形ABCD的邊長為2,點O為AB邊中點,∴Rt△O1O2O3∴O即四邊形OMNP周長最小值為42【點睛】此題屬于四邊形綜合題,主要考查了利用軸對稱求最短路徑問題以及勾股定理等知識,凡是涉及最短距離的問題,一般要考慮線段的性質(zhì)定理,多數(shù)情況要作點關(guān)于某直線的對稱點.【題型3兩定兩動型】1.(2023春·湖北武漢·九年級??茧A段練習)如圖,∠MON=30°,OA=2,OD=8,線段BC在射線ON上滑動,BC=23,則四邊形ABCD周長的最小值是【答案】6+2【分析】如圖所示,作點A關(guān)于直線ON的對稱點E,過點E作EF∥BC,EF=BC,連接BE,CF,過點O作OP垂直于直線EF于P,過點D作DG垂直直線EF于G,交射線ON于H,設(shè)AE交射線ON于Q,連接BE,CF,DF,由軸對稱的性質(zhì)得到AQ=QE,AQ⊥ON,AB=BE,利用勾股定理和含30度角的直角三角形的性質(zhì)求出AQ=QE=1,OQ=3,OH=43,證明四邊形OPGH是矩形,得到PG=OH=43,同理可證四邊形OPQE是矩形,得到PE=OQ=3,OP=QE=AQ=HG=1,則DG=5,【詳解】解:如圖所示,作點A關(guān)于直線ON的對稱點E,過點E作EF∥BC,EF=BC,連接BE,CF,過點O作OP垂直于直線EF于P,過點D作DG垂直直線EF于G,交射線ON于H,設(shè)AE交射線ON于∴AQ=QE,AQ⊥ON,∵∠MON=30°,∴AQ=QE=1∵DG⊥EF,∴DG⊥ON,同理得:DH=1∴OQ=OA2∵OP⊥PG,∴四邊形OPGH是矩形,∴PG=OH=43同理可證四邊形OPQE是矩形,∴PE=OQ=3∴DG=DH+GH=5,F(xiàn)G=PG-PE-EF=3∴DF=D∵OD=8,∴AD=6,∵EF=BC,∴四邊形BEFC是平行四邊形,∴AB=BE=CF,∴四邊形ABCD的周長=AB+BC+CD+AD=6+2=6+23∴當C、D、F三點共線時,CF+CD最小,即四邊形∴四邊形ABCD的周長的最小值為6+23故答案為:6+23【點睛】本題主要考查了平行四邊形的性質(zhì)與判定,矩形的性質(zhì)與判定,勾股定理,軸對稱最短路徑問題,含30度角的直角三角形的性質(zhì),正確作出輔助線確定出周長最小時的情形是解題的關(guān)鍵.2.(2023春·江蘇揚州·九年級??计谥校┤鐖D,在長方形紙片ABCD中,AB=4,AD=12,將長方形紙片折疊,使點C落在AD邊的點M處,折痕為PE,此時PD=3.(1)求MP的值;(2)在AB邊上是否存在一個動點F,且不與點A、B重合,使△MEF的周長最?。绻嬖谇蟪觥鱉EF的周長最小值:如果不存在,請說明理由;(3)若點G,Q是AB邊上的兩個動點,且不與點A,B重合,GQ=1.當四邊形MEQG的周長最小時,其周長的最小值是______.【答案】(1)5;(2)存在,137+5;(3)【分析】(1)過P作PS⊥CE于S,則PSCD為矩形,由矩形的性質(zhì)得PD=CS=3,PS=CD=4,由長方形紙片折疊的性質(zhì)得∠PEC=∠PEM,MH=CD=4,PH=PD=3,∠H=∠D=90o,由長方形紙片ABCD的性質(zhì)得AD∥BC內(nèi)錯角相等∠APE=∠PEC,推出∠PEM=∠APE,由等角對等邊的MP=ME,在RtΔPMH中,由勾股定理得MP=HM2+HP2在(2)過M作AB的對稱點M′,連接M′E,交AB于F,存在一個動點F,且不與點A、B重合,使△MEF的周長最?。^E最ET⊥AD于T,PT=SE=2,AM=AD-PM-PD=12-5-3=4,AM′=AM=4,TM=MP-TP=MP-TP=3,M′T=AM+AM+MT=11,ET=4,由勾股定理EM′=M'T2+TE(3)將M沿GQ平移到V,是MV=GQ=1,過V作AB的對稱點W,連接VW延長WV交ET于K,則TK=1,WK=11,當點E、Q、W在一線時,當四邊形MEQG的周長最小,此時GM=QV=WQ,在RtΔWKE中,由勾股定理WE=WK2+KE2,【詳解】(1)過P作PS⊥CE于S,則PSCD為矩形,∴PD=CS=3,PS=CD=4,長方形紙片折疊,∠PEC=∠PEM,MH=CD=4,PH=PD=3,∠H=∠D=90o,由長方形紙片ABCD,∵AD∥BC,∴∠APE=∠PEC,∴∠PEM=∠APE,∴MP=ME,在RtΔPMH中,由勾股定理得MP=HM∴CE=ME=PM=5,∴ES=CE-CS=5-3=2,∴在RtΔPSE中,由勾股定理,PE=ES2(2)過M作AB的對稱點M′,連接M′E,交AB于F,存在一個動點F,且不與點A、B重合,使△MEF的周長最?。^E最ET⊥AD于T,PT=SE=2,AM=AD-PM-PD=12-5-3=4,AM′=AM=4,TM=MP-TP=MP-TP=3,M′T=AM+AM+MT=11,ET=4,由勾股定理EM′=M'△MEF的周長最小=MF+FE+EM=M′E+ME=137+5(3)將M沿GQ平移到V,是MV=GQ=1,則四邊形GQVM為平行四邊形,過V作AB的對稱點W,連接VW延長WV交ET于K,則TK=1,WK=11,當點E、Q、W在一線時,當四邊形MEQG的周長最小,此時GM=QV=WQ,在RtΔWKE中,由勾股定理WE=WK當四邊形MEQG的周長最小=GQ+QE+ME+MG=1+QE+5+GM=6+QE+GM=6+QV+QE=6+WE=130+6.【點睛】本題考查矩形折疊中求折痕長,求三角形最短周長,四邊形最短周長問題,涉及的知識由矩形的性質(zhì),軸對稱的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),勾股定理,三點共線等知識,會構(gòu)造直角三角形,利用勾股定理解決線段的長問題,通過作對稱點,三點在一線解決周長最短問題,會利用性質(zhì)求線段的和差問題是解決問題的關(guān)鍵.3.(2023春·天津·九年級統(tǒng)考期末)如圖1,以矩形OABC的頂點O為原點,OA所在的直線為x軸,OC所在的直線為y軸,建立平面直角坐標系,已知OA=3,OC=2,點E是AB的中點,在OA上取一點D,將△BDA沿BD翻折,使點A落在BC邊上的點F處.
(1)直接寫出點E、F的坐標;(2)如圖2,若點P是線段DA上的一個動點,過P作PH⊥DB于H點,設(shè)OP的長為x,△DPH的面積為S,試用關(guān)于x的代數(shù)式表示S;(3)如圖3,在x軸、y軸上是否分別存在點M、N,使得四邊形MNFE的周長最?。咳绻嬖?,求出周長的最小值.(直接寫出結(jié)果即可)【答案】(1)E(3,1),F(xiàn)(1,2);(2)S=x24-x2+14;(3)在x軸、y【分析】(1)根據(jù)折疊的特點和矩形的性質(zhì),可得AE=1,BF=BA=2,故而寫出E、F的坐標;(2)根據(jù)折疊的特點,可判斷四邊形DABF是正方形,從而得出∠HDP=45°,則可用x表示出DP的長,進而得出DH和HP的長,從而得出△DHP的面積;(3)四邊形NMEF的周長=FN+NM+ME+EF,其中EF是定值,只需要FN+NM+ME最短即可,過點F作y軸的對稱點F′,過點E關(guān)于x軸的對稱點E′,則連接E′、F′與y軸的交點即為點N,與x軸的交點為點M,從而求得最小值.【詳解】(1)由題意可求,AE=1,BF=BA=2∴CF=1,故:E(3,1),F(xiàn)(1,2);(2)如圖2∵將△BDA沿BD翻折,使點A落在BC邊上的點F處,∴BF=AB=2,∴OD=CF=3﹣2=1,若設(shè)OP的長為x,則,PD=x﹣1,在Rt△ABD中,AB=2,AD=2,∴∠ADB=45°,在Rt△PDH中,PH=∴S=1(3)如圖3,作點F關(guān)于y軸的對稱點F′,點E關(guān)于x軸的對稱點E′,連接E′F′交y軸于點N,交x軸于點M,此時四邊形MNFE的周長最小,點F(1,2)關(guān)于y軸的對稱點F′(﹣1,2),點E(3,1)關(guān)于x軸的對稱點E′(3,﹣1),待定系數(shù)法可求得:直線E′F′的解析式為:y=-3當x=0時,y=54,當y=0時,∴N(0,5此時,四邊形MNFE的周長=E∴在x軸、y軸上分別存在點M、N,使得四邊形MNFE的周長最小,最小為:5+5【點睛】本題考查對折問題和求最值問題,在求解最值問題中,利用對稱進行邊長轉(zhuǎn)化是常見的方法之一.4.(2023春·廣東廣州·九年級廣州四十七中??计谥校┮阎匦蜛BCD中,AB=3,BC=4,E為直線BC上一點.(1)如圖1,當E在線段BC上,且DE=AD時,求BE的長.
(2)如圖2,點E在線段BC邊延長線上一點,若BD=BE,連接DE,M為DE的中點,連接AM、CM,求證:AM⊥CM.
(3)如圖3,在(2)的條件下,P、Q為AD邊上兩個動點,且PQ=52,連接P、B、M、Q,求四邊形
【答案】(1)BE=4-7(2)見解析;(3)97+5+3【分析】(1)先求出DE=AD=4,再利用勾股定理求出CE,即可得出結(jié)論;(2)根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)先判斷出∠BMD=90°,再證明△ADM≌△BCMSAS,得出∠AMD=∠BMC(3)由于BM和PQ是定值,只要BP+QM最小即可,如圖作輔助線,利用軸對稱的性質(zhì)確定出MG'就是BP+QM的最小值,然后利用勾股定理求出MG即可得出結(jié)論.【詳解】(1)解:如圖1,∵四邊形ABCD是矩形,∴∠C=90°,CD=AB=3,AD=BC=4,∴DE=AD=4,在Rt△CDE中,CE=∴BE=BC-CE=4-7(2)證明:如圖2,連接BM,
∵點M是DE的中點,∴DM=EM,∵BD=BE,∴BM⊥DE,∴∠BMD=90°,∵點M是Rt△CDE∴DM=CM,∴∠CDM=∠DCM,∴∠ADM=∠BCM,在△ADM和△BCM中,AD=BC∠ADM=∠BCM∴△ADM≌∴∠AMD=∠BMC,∴∠AMC=∠AMB+∠BMC=∠AMB+∠AMD=∠BMD=90°,∴AM⊥CM;(3)解:如圖3,連接BM,過點Q作QG∥BP交BC于G,由PQ∥BG可得四邊形BPQG是平行四邊形,則QG=BP,作點G關(guān)于AD的對稱點G',連接QG',當點G',Q,M在同一條線上時,QM+QG最小,即
∵四邊形BPQG是平行四邊形,∴BG=PQ=5∴CG=4-5如圖2,在Rt△BCD中,CD=3,BC=4∴BD=3∴BE=5,∴CE=BE-BC=1,∴HM=12CE+CG=2在Rt△MHG'中,HG'=3+∴MG在Rt△CDE中,DE=∴ME=10在Rt△BME中,BM=∴四邊形PBMQ周長最小值=BP+PQ+MQ+BM=QG+PQ+QM+BM=Q=M==97【點睛】本題是一道四邊形綜合題,主要考查了矩形的性質(zhì)、勾股定理、直角三角形斜邊中線的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、平行四邊形的判定和性質(zhì)以及二次根式的混合運算,確定BP+QM的最小值是解答本題的關(guān)鍵.5.(2023春·天津濱海新·九年級??计谀┤鐖D,在平面直角坐標系中,直線y=-34x+b分別與x軸、y軸交于點A、B,且點A為4,0
(1)填空:b=______;(2)求點D的坐標;(3)若M為x軸上的動點,N為y軸上的動點,求四邊形MNDC周長的最小值.【答案】(1)3(2)點D的坐標為7,4(3)221【分析】(1)將點A4,0代入y=-(2)結(jié)合正方形的性質(zhì)可證△DAE≌△ABOAAS,推出DE=OA=4,AE=OB=3(3)作點C關(guān)于y軸的對稱點C',作點D關(guān)于x軸的對稱點D',由軸對稱的性質(zhì)可得NC=NC',MD=MD',進而可得四邊形MNDC周長【詳解】(1)解:∵點A4,0在直線y=-3∴-3解得b=3,故答案為:3;(2)解:由(1)知直線AB的解析式為y=-3當x=0時,y=3,∴點B的坐標為0,3,∴OB=3.如圖,作DE⊥x軸于點E,
∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠BAD=90°,∴∠BAO+∠DAE=90°,又∵∠BAO+∠ABO=90°,∴∠DAE=∠ABO,在△DAE和△ABO中,∠DAE=∠ABO∠DEA=∠AOB∴△DAE≌∴DE=OA=4,AE=OB=3,∴OE=OA+AE=4+3=7,∴點D的坐標為7,4;(3)解:∵正方形ABCD中,A4,0,B0,3,∴xC=x∴C3,7如圖,作點C關(guān)于y軸的對稱點C',作點D關(guān)于x軸的對稱點D
則C'-3,7,∵M為x軸上的動點,N為y軸上的動點,∴由軸對稱的性質(zhì)可知NC=NC',∴NC+NM+MD=NC∴四邊形MNDC周長=NC+NM+MD+CD≥C由勾股定理得,C'CD=AB=4∴四邊形MNDC周長的最小值為:C'【點睛】本題考查一次函數(shù)的圖象和性質(zhì),正方形的性質(zhì),勾股定理,全等三角形的判定與性質(zhì),利用軸對稱求線段的最值等,解題的關(guān)鍵是根據(jù)軸對稱找出四邊形MNDC周長取最小值時點M和點N的位置.6.(2023春·江蘇無錫·九年級江蘇省錫山高級中學實驗學校??计谥校┰诰匦蜛BCD中,AB=6,BC=12,E、F是直線AC上的兩個動點,分別從A、C兩點同時出發(fā)相向而行,速度均為每秒2個單位長度,運動時間為t秒(其中0≤t≤9).(1)如圖1,M、N分別是AB、CD中點,當四邊形EMFN是矩形時,求(2)若G、H分別從點A、C沿折線A-B-C、C-D-A運動,與E、F相同速度同時出發(fā).①如圖2,若四邊形EGFH為菱形,求t的值;②如圖3,作AC的垂直平分線交AD、BC于點P、Q,若四邊形PGQH的面積是矩形ABCD面積的59,則t③如圖4,在異于G、H所在矩形邊上取P、Q,使得PD=BQ,順次連接PGQH,請直接寫出四邊形PGQH周長的最小值:______.【答案】(1)t=325(2)①t=214;②56【分析】(1)先證四邊形MBCN是平行四邊形,則當EF=MN=12時,四邊形EMFN是矩形,即可求解;(2)①如圖2,連接GH,CH,由菱形的性質(zhì)可得AC⊥GH,得GH是AC的垂直平分線,則②由線段垂直平分線和勾股定理可求AQ=CQ=15③如圖4,作點G關(guān)于BC的對稱點G',過點G'作G'K⊥DC于K,連接G'H,QG',則BG=BG'=CK【詳解】(1)解:∵矩形ABCD,∴AB∥CD,∴∠MAE=∠NCF,∵M、N分別是AB、∴AM=CN,∵E、F分別從A、C同時出發(fā)相向而行,速度均為每秒2個單位長度,∴AE=CF=2t,∴△AME≌△CNFSAS∴ME=FN,∠AEM=∠CFN,∴∠MEF=∠EFN,∴ME∥∴四邊形EMFN是平行四邊形,如圖1,連接MN,∵矩形ABCD,M,N分別是AB、∴四邊形MBCN是矩形,∵矩形ABCD中,AB=6,BC=12,∴MN=BC=12,AC=6∵四邊形EMFN是平行四邊形,∴當EF=MN=12時,四邊形EMFN是矩形,∴65-4t=12或解得t=325(2)解:①由(1)知:AE=CF,如圖2,連接GH,∵四邊形EGFH為菱形,∴AC⊥GH,OE=OF,∴OA=OC,∴AH=HC,∵HC∴AH∴AH=CH=15∴DH=9∴CD+DH=6+9∴t=21②如圖3,連接AQ,由①同理得:AQ=CQ=152,由①知:AP=15∴AP=CQ,∵G、H分別從點A、C沿折線A-B-C,C-D-A運動,∴AG=CH,又∵∠GAP=∠QCH=90°,∴△APG≌△CQHSAS∴GP=QH,同理可證PH=GQ,∴四邊形PGQH是平行四邊形,∵四邊形PGQH的面積是矩形ABCD面積的59∴S?PGDH∴2S∴S△∴S△AGP∴12∴AG=5∴t=5故答案為:56③如圖4,作點G關(guān)于BC的對稱點G',過點G'作G'K⊥DC于K,連接G'H,∵AG=CH,∴HK=CH+CK=AG+BG=6,∵G'∴G'由②知:四邊形PGQH是平行四邊形,∴四邊形PGQH的周長=2QH+2GQ=2QH+2QG當G',Q,H三點共線時,四邊形PGQH周長有最小值,且最小值是2故答案為:125【點睛】本題是四邊形綜合題,考查了矩形的性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì)和判定,軸對稱的性質(zhì),軸對稱的最短路徑問題,全等三角形的判定和性質(zhì),勾股定理等知識,靈活運用這些性質(zhì)解決問題是解題的關(guān)鍵.7.(2023春·福建南平·九年級統(tǒng)考期中)如圖,在矩形ABCD中,AB=4,∠ABD=60°,G,H分別是AD,BC邊上的點,且AG=CH,E,O,F(xiàn)分別是對角線BD上的四等分點,順次連接G,E,H,F(xiàn),G.(1)求證:四邊形GEHF是平行四邊形;(2)填空:①當AG=時,四邊形GEHF是矩形;②當AG=時,四邊形GEHF是菱形;(3)求四邊形GEHF的周長的最小值.【答案】(1)見解析(2)①23;②(3)4【分析】(1)先根據(jù)矩形的性質(zhì)AD=BC,AD∥BC,根據(jù)平行線的性質(zhì)可得∠GDE=∠HBF,再根據(jù)SAS定理證出△GDE≌△HBF,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得GE=HF,∠DEG=∠BFH,然后根據(jù)平行線的判定可得GE∥HF,最后根據(jù)平行四邊形的判定即可得證;(2)①先根據(jù)矩形的性質(zhì)、勾股定理可得BD=8,AD=BC=43,從而可得EF=4,再根據(jù)矩形的性質(zhì)可得GH=EF=4,從而可得AB=GH,然后根據(jù)矩形的判定與性質(zhì)可得AG=BH,由此即可得;②先根據(jù)菱形的性質(zhì)可得EF⊥GH,再利用HL定理證出Rt△ABG≌Rt△OBG,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)可得(3)過點E作EM⊥AD于點M,延長EM到點N,使MN=EM,過點F作FP⊥EM于點P,連接NG,NF,則MN=EM=12DE=3,F(xiàn)P∥AD,EG=NG,再根據(jù)利用含30度角的直角三角形的性質(zhì)和勾股定理可得PE=2,PF=23,從而可得NP=4,利用勾股定理可得NF=27,然后根據(jù)兩點之間線段最短可得當點N,G,F【詳解】(1)證明:∵四邊形ABCD是矩形,∴AD=BC,AD∥BC,∴∠GDE=∠HBF,∵AG=CH,∴AD-AG=BC-CH,即DG=BH,∵E,O,F分別是對角線BD上的四等分點,∴OE=OF=BE=DF,∴BD-BE=BD-DF,即DE=BF,在△GDE和△HBF中,DG=BH∠GDE=∠HBF∴△GDE?△HBFSAS∴GE=HF,∠DEG=∠BFH,∴GE∥HF,∴四邊形GEHF是平行四邊形.(2)解:①如圖,連接GH,∵四邊形ABCD是矩形,AB=4,∠ABD=60°,∴∠A=∠ABC=90°,∠ADB=30°,AD∥BC,AD=BC,∴BD=2AB=8,AD=B∴BC=43∵E,O,F分別是對角線BD上的四等分點,∴OE=OF=BE=DF=2,∴EF=OE+OF=4,要使平行四邊形GEHF是矩形,則GH=EF=4,∴GH=AB,由平行線間的距離可知,GH⊥AD,GH⊥BC,∴四邊形ABHG是矩形,∴AG=BH,又∵AG=CH,∴AG=1即當AG=23時,四邊形GEHF故答案為:23②如圖,連接BG,GH,要使平行四邊形GEHF是菱形,則EF⊥GH,在Rt△ABG和Rt△OBG中,∴Rt∴∠ABG=∠OBG=1∴BG=2AG,∴AB=BG2解得AG=4即當AG=433故答案為:43(3)解:如圖,過點E作EM⊥AD于點M,延長EM到點N,使MN=EM,過點F作FP⊥EM于點P,連接NG,NF,∴MN=EM=12DE=12∴∠EFP=∠ADB=30°,∴PE=1∴NP=MN+EM-PE=4,∴NF=N∵四邊形GEHF的周長為2EG+FG∴由兩點之間線段最短可知,當點N,G,F共線時,NG+FG取得最小值NF,則四邊形GEHF的周長的最小值為2NF=47【點睛】本題考查了矩形的判定與性質(zhì)、菱形的判定、含30度角的直角三角形的性質(zhì)、勾股定理等知識點,較難的是題(3),通過作輔助線,構(gòu)造直角三角形,并找出當點N,G,F共線時,NG+FG取得最小值NF是解題關(guān)鍵.【題型4一定兩動型】1.(2023春·全國·九年級專題練習)如圖,在平行四邊形ABCD中,對角線BD平分∠ABC,BC=8,∠ABC=45°,在對角線BD上有一動點P,邊BC上有一動點Q,使PQ+PC的值最小,則這個最小值為(
)A.4 B.42 C.43 D【答案】B【分析】根據(jù)平行線的性質(zhì)得到∠ADB=∠CBD,由角平分線的定義得到∠ABD=∠CBD,得到平行四邊形ABCD是菱形,推出點A,C關(guān)于BD對稱,過A作AQ⊥BC于Q交BD于P,則PQ+PC最小值=AQ,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論.【詳解】解∵四邊形ABCD是平行四邊形,∴AD∥BC,∴∠ADB=∠CBD,∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠CBD,∴∠ABD=∠ADB,∴AB=AD,∴平行四邊形ABCD是菱形,∴點A,C關(guān)于BD對稱,過A作AQ⊥BC于Q交BD于P,則PQ+PC最小值=AQ,∵∠ABC=45°,∴△ABQ是等腰直角三角形,∵AB=BC=8,∴AQ=22AB=4∴這個最小值為42故選:B.【點睛】本題考查了軸對稱?最短路線問題,菱形的判定和性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì),準確的找到P與Q的位置是解題的關(guān)鍵.2.(2023春·河南鄭州·九年級校聯(lián)考階段練習)如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,點D為AB的中點,點E、F分別在邊AC、BC上,且∠EDF=90°,則下列說法:①AE=CF;②△DEF是等腰直角三角形;③△CEF周長的最小值是22+4;④四邊形DECFA.①③④ B.①② C.②③ D.①②③④【答案】D【分析】證明△ADE≌△CDFASA可判斷①②;根據(jù)△DEF是等腰直角三角形,EF=2DF,當DF⊥BC時,DF最小,DF=12BC=12×4=2,可得△CEF【詳解】解:如圖,連接CD,∵∠BCA=90°,AC=BC=4,點D為AB的中點,∴CD⊥AB,CD=AD=BD,∠A=∠B=∠ACD=∠BCD=45°,∴∠CDA=∠CDB=90°,∴△CDB是等腰直角三角形,∵∠EDF=90°,∴∠ADE=∠CDF,
在△ADE和△CDF中,∠DAE=∠DCFAD=CD∴△ADE≌△CDFASA∴AE=CF,故結(jié)論①正確;∴DE=DF,∵∠EDF=90°,∴△DEF是等腰直角三角形,故結(jié)論②正確;∵AE=CF,
∴△CEF周長為:CE+CF+EF=CE+AE+EF=AC+EF=4+EF,當EF取得最小值時,△CEF的周長取得最小值,∵△DEF是等腰直角三角形,DE=DF,∴EF=D∴當DF最小時,EF也最小,即當DF⊥BC時,DF最小,此時DF=1∴△CEF的周長取得最小值:4+EF=4+2DF=4+22∵△ADE≌△CDF,∴S△ADE∴S==S∵∠BAC=90°,AC=BC=4,點D為AB的中點,∴S△ADC即S四邊形∴四邊形DECF的面積是一個定值,故結(jié)論④正確;∴正確的序號是①②③④.故選:D.【點睛】本題考查全等三角形的判定與性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,垂線段最短,割補法求四邊形的面積,利用中線的性質(zhì)求三角形的面積等知識,根據(jù)垂線段最短求DF的長、利用割補法求四邊形DECF的面積是解題的關(guān)鍵.3.(2023春·河南鄭州·九年級河南省實驗中學??计谥校┤鐖D,在平面直角坐標系中,長方形OABC的頂點A、C分別在x軸、y軸的正半軸上,點B的坐標為(8,4),將該長方形沿OB翻折,點A的對應(yīng)點為點D,OD與BC交于點E.(1)求點E的坐標;(2)點M是OB上任意一點,點N是OA上任意一點,是否存在點M、N,使得AM+MN最小?若存在,求出其最小值,若不存在,請說明理由.【答案】(1)E(3,4)(2)存在,AM+MN的最小值是32【分析】(1)根據(jù)翻折特點可得∠DOB=∠AOB,由平行性質(zhì)可得∠OBC=∠DOB,故EO=EB,設(shè)OE=x,則DE=8-x,根據(jù)勾股定理得,DB2+DE2=BE2,即16+(8-x)2=x2,可進一步求出E的坐標;(2)過點D作OA的垂線交OB于M,交OA于N,此時的M,N是AM+MN的最小值的位置,求出DN就是AM+MN的最小值,結(jié)合(1),根據(jù)面積有DE×BD=BE×DG,故DG=DE×BDBE=125,得GN=OC=4,可求出DN=【詳解】(1)∵將該長方形沿OB翻折,點A的對應(yīng)點為點D,OD與BC交于點E.∴∠DOB=∠AOB∵BC∥OA∴∠OBC=∠AOB∴∠OBC=∠DOB∴EO=EB∵長方形OABC的頂點A,C分別在x軸、y軸的正半軸上,點B的坐標為(8,4)設(shè)OE=x,則DE=8-x在Rt△BDE中,BD=4,根據(jù)勾股定理得,DB2+DE2=BE2∴16+(8-x)2=x2∴x=5∴BE=5∴CE=3∴E(3,4)(2)如圖過點D作OA的垂線交OB于M,交OA于N,此時的M,N是AM+MN的最小值的位置,求出DN就是AM+MN的最小值由(1)得,DE=3,BE=5,BD=4∴根據(jù)面積有DE×BD=BE×DG∴DG=DE×BDBE=125由題意有,∴DN=DG+GN=12即:AM+MN的最小值是325【點睛】考核知識點:軸對稱,勾股定理.根據(jù)圖形信息,把問題轉(zhuǎn)化為解直角三角形問題是關(guān)鍵.4.(2023春·廣東汕頭·九年級汕頭市潮陽實驗學校??计谥校┤鐖D,在平面直角坐標系中,點O是坐標原點,四邊形ABCD是菱形,點A在x軸的正半軸上,點A的坐標為8,0,∠C=60°,點M在邊BC上移動(不與B、C重合),點N在邊AB上移動(不與A、
(1)連接OM,ON,∠MON=____________________°;(2)求△OMN周長的最小值及此時點N的坐標;(3)在(2)的結(jié)論下,若P為平面內(nèi)一點,當以點O,N,A,P為頂點的四邊形為平行四邊形時,請直接寫出點P的坐標.【答案】(1)60°(2)N(3)P2,-23或P14,2【分析】(1)連接OB,證明AO=AB=BC=8,△BOC與△AOB為等邊三角形,CM=BN,可得△COM≌△BONSAS(2)證明△MON為等邊三角形;可得C△MON=3OM,則當OM⊥BC時,△MON周長有最小值,結(jié)合△OBC為等邊三角形,CM=BM=1(3)設(shè)Px,y,而N6,23,A8,0,O0,0;分三種情況討論:當AO【詳解】(1)解:連接OB,
∵四邊形ABCD是菱形,點A在x軸的正半軸上,點A的坐標為8,0,∠C=60°,∴AO=AB=BC=8,△BOC與△AOB為等邊三角形,∴CM+BM=8,AN+BN=8,BO=CO,∠ABO=∠C=60°=∠AOB,∵CM+AN=8,∠C=60°,∴CM=BN,∴△COM≌△BONSAS∴OM=ON,∠BON=∠COM,∴∠MON=∠BOM+∠BON=∠BOC=60°;(2)∵OM=ON,∠MON=60°,∴△MON為等邊三角形;∴C△MON當OM⊥BC時,△MON周長有最小值,∵△OBC為等邊三角形,∴CM=BM=12BC=4∴△OMN的周長最小值為123,B∴BN=CM=4,∴N為AB的中點,∴N6,2(3)設(shè)Px,y,而N6,23,A當AO為對角線時,∴8+0=6+x23+y=0+0∴P2,-2當AN為對角線時,∴8+6=x+023+0=y+0∴P14,2當ON為對角線時,∴0+6=8+x0+23=0+y∴P-2,2綜上:P2,-23或P14,2【點睛】本題考查的是勾股定理的應(yīng)用,等邊三角形的判定與性質(zhì),垂線段最短的含義,平行四邊形的判定與性質(zhì),中點坐標公式的應(yīng)用,清晰的分類討論是解本題的關(guān)鍵.5.(2023春·重慶沙坪壩·九年級重慶一中??计谥校┤鐖D,在平面直角坐標系中,直線AB與x軸、y軸分別交于點A-12,0、點B0,43,C
(1)求直線AB的解析式;(2)如圖1,若E為線段AB上一動點,過點E作EF⊥x軸于點F,EG⊥y軸于點G,連接FG,P為FG上一動點.當線段FG最短時,求△PCE周長的最小值;(3)在(2)的條件下,直線FG與直線AB相交于點Q,將線段CE沿射線FG方向平移12個單位長度,平移后的點C記為點C',H為直線FG上的一動點,在平面內(nèi)是否存在一點N,使得以C'、H、Q、N為頂點的四邊形是菱形.若存在,請直接寫出點【答案】(1)y=(2)6(3)存在,392,83+313【分析】(1)用待定系數(shù)法即可求解;(2)連接OE,由OE=FG,當OE⊥AB時OE最小時,則FG最??;作E點關(guān)于FG的對稱點H,過H作HM⊥x軸于M,連接CH、FH、EH、PH,由兩點間線段最短得到(3)求出點Q及C'的坐標,再求出C'Q的長度,分情況求出點H【詳解】(1)解:設(shè)直線AB解析式為y=kx+b(k≠0),把點A、B的坐標代入得:-12k+b=0b=4解得:k=3∴直線AB解析式為y=3(2)解:如圖,連接OE,∵EF⊥x軸,EG⊥y軸,∴∠EGO=∠EFO=∠GOF=90°,∴四邊形EFOG是矩形,∴OE=FG,∴當OE⊥AB時,OE最小時,∴FG最?。蛔鱁點關(guān)于FG的對稱點H,過H作HM⊥x軸于M,連接CH、則PE=PH,∵PE+PC=PH+PC≥CH,∴當點P在CH上時,PE+PC最短,∴△PCE的周長最短;∵OB=43∴AB=83∵OB=1∴∠OAB=30°,∵C為AB中點,∴BC=1∵OE⊥AB,∴∠EOB=30°,∴BE=1∴CE=BC-BE=23∵∠BEG=∠OAB=30°,∴BG=12BE=∴EF=OG=33∵E、H關(guān)于FG對稱,∠EFG=30°,∴FH=EF=33∴∠HFM=30°,∴HM=12FH=∴H∵點C是AB中點,且A-12,0、B∴C(-6,23∴CH=3∴△PCE的周長最小值為:CH+CE=613
(3)解:存在點N,使得以C'、H、Q、N∵OF=3,∴F(-3,0),設(shè)直線FG解析式為y=k1x+3∴k1即直線FG解析式為y=3解方程組y=33x+4∴Q3∵C(-6,23∴將點C沿射線FG方向平移12個單位長度后點C'的坐標為(0,8∴OC如圖,當QH∵直線FG與x軸正方向的夾角為60°,∴把點Q向右平移392個單位長度,再向上平移3132∴點H1的坐標為3∴把點C'向右平移392個單位長度,再向上平移313∴點N1的坐標為39同理,當QH2=QC'∴點N1的坐標為-當C'H3=QC∴點N3的坐標為15當C'H4=QH∴點N3的坐標為-綜上,滿足條件的點N的坐標為392,83+3132
【點睛】本題是一次函數(shù)的綜合,考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,菱形的性質(zhì),對稱性質(zhì),平移的性質(zhì),兩點間線段最短等知識,掌握這些知識是解題的關(guān)鍵.注意分類討論.6.(2023春·重慶沙坪壩·九年級重慶一中??茧A段練習)如圖1,在平面直角坐標系中有長方形OABC,點C(0,4),將長方形OABC沿AC折疊,使得點B落在點D處,CD邊交x軸于點E,∠OAC=(1)求點D的坐標;(2)如圖2,在直線AC以及y軸上是否分別存在點M,N,使得△EMN的周長最???如果存在,求出△EMN周長的最小值;如果不存在,請說明理由;(3)點P為y軸上一動點,作直線AP交直線CD于點Q,是否存在點P使得△CPQ為等腰三角形?如果存在,請求出∠OAP的度數(shù);如果不存在,請說明理由.【答案】(1)點D坐標(23,-2);(2)存在,△EMN的周長
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