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专题 37 最值模型之瓜豆模型(原理)直线
动点轨迹问题是中考和各类模拟考试的重要题型,学生受解析几何知识的局限和思维能力的束缚,该
压轴点往往成为学生在中考中的一个坎,致使该压轴点成为学生在中考中失分的集中点。掌握该压轴题型
的基本图形,构建问题解决的一般思路,是中考专题复习的一个重要途径。本专题就最值模型中的瓜豆原
理(动点轨迹为直线型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
.........................................................................................................................................................................................1
模型1.瓜豆原理(模型)(直线轨迹).......................................................................................................1
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模型1.瓜豆原理(模型)(直线轨迹)
瓜豆原理:一个主动点,一个从动点(根据某种约束条件,跟着主动点动),当主动点运动时,从动点的
轨迹相同。
只要满足:
则两动点的运动轨迹是相似的,运动轨迹长度
1、两“动”,一“定”
的比和它们到定点的距离比相同。
2、两动点与定点的连线夹角是定角
3、两动点到定点的距离比值是定值
动点轨迹基本类型为直线型和圆弧型,主动点叫瓜(豆),从动点叫瓜(豆),瓜在直线上运动,豆也在
直线_上运动;瓜在圆周上运动,豆的轨迹也是圆。
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模型1)如图,P是直线BC上一动点,A是直线BC外一定点,连接AP,取AP中点Q,当点P在直线上
运动时,则Q点轨迹也是一条直线。
A A
Q Q
B P C B P N M C
证明:分别过A、Q向BC作垂线,垂足分别为M、N,在运动过程中,
因为AP=2AQ,所以QN始终为AM的一半,即Q点到BC的距离是定值,故Q点轨迹是一条直线.
模型2)如图,在△APQ中AP=AQ,∠PAQ= 为定值,当点P在直线BC上运动时,则Q点轨迹也是一
条直线。
证明:在BC上任取一点P,作三角形△APQ,且满足∠PAQ= ,AQ=AP,连结QQ交BC于点N,
1 1 1 1 1 1 1 1
∵AP=AQ,AQ=AP,∠PAQ=∠PAQ= , ,∴∠APP=∠AQQ ,
1 1 1 1 1 1
∵∠AMP=∠NMQ,∴∠MNQ=∠PAQ= ,即Q点所在直线与BC的夹角为定值,故Q点轨迹是一条直线.
当动点轨迹为一条直线时,常用“垂线段最短”求最值。
1)当动点轨迹已知时可直接运用垂线段最短求最值;
2)当动点轨迹未知时,先确定动点轨迹,再垂线段最短求最值。
3)确定动点轨迹的方法(重点)
①当某动点到某条直线的距离不变时,该动点的轨迹为直线,即模型1);
②当某动点与定直线的端点连接后的角度不变时,该动点的轨迹为直线,即模型2);
③当一个点的坐标以某个字母的代数式表示时,若可化为一次函数,则点的轨迹为直线;
④观察动点运动到特殊位置时,如中点,端点等特殊位置考虑;
注意:若动点轨迹用上述方法不好确定,则也可以将所求线段转化(常用中位线、全等、相似、对角线)
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为其他已知轨迹的线段求最值。
例1.(2024·山东泰安·校考一模)如图,矩形 的边 ,E为 上一点,且 ,F
为 边上的一个动点,连接 ,若以 为边向右侧作等腰直角三角形 ,连接 ,则
的最小值为( )
A. B. C.3 D.
例2.(2024·河北邢台·模拟预测)如图, 是边长为2的等边三角形,点E为中线BD上的动点.连
接CE,将CE绕点C顺时针旋转60°得到CF.连接 ,则 ,连接 ,则 周长的
最小值是 .
例3.(2023·四川成都·模拟预测)如图,四边形 为矩形,对角线 与 相交于点 ,点 在边
上,连接 ,过 做 ,垂足为 ,连接 ,若 , ,则 的最小值
为 .
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例4.(2023·安徽·合肥三模)如图,在Rt ABC纸片中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D,E分别在
BC,AB边上,连接DE,将△BDE沿DE翻△折,使点B落在点F的位置,连接AF,若四边形BEFD是菱
形,则AF的长的最小值为( )
A. B. C. D.
例5.(2024·四川达州·一模)如图,在矩形 中, , ,点P在线段 上运动(含
B,C两点),连接 ,以点A为中心,将线段 逆时针旋转 到 ,连接 ,则线段 的最小
值为 .
例6.(2024·重庆模拟预测)如图,在平面直角坐标系中, 是直线 上的一个动点,将 绕点
逆时针旋转 ,得到点 ,连接 ,则 最小值为______.
例7.(2024·广东·九年级校考期中)如图, 中, , , ,点E是边
上一点,将 绕点B顺时针旋转 到 ,连接 ,则 长的最小值是( )
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A.2 B.2.5 C. D.
1.(2024·河南周口·一模)如图,平行四边形 中, , , , 是边 上一
点,且 , 是边 上的一个动点,将线段 绕点 逆时针旋转 ,得到 ,连接 、 ,
则 的最小值是( ).
A.4 B. C. D.
2.(2024·湖南长沙·一模)如图,矩形 中, ,F是 上一点,E为 上一点,且
,连接 ,将 绕着点E顺时针旋转 到 的位置,则 的最小值为 .
3.(2023·江苏宿迁·三模)如图,在矩形 中, , ,点 为矩形对角线 上一动点,
连接 ,以 为边向上作正方形 ,对角线 交于点 ,连接 ,则线段 的最小值为
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4.(2023上·湖北武汉·九年级校联考期中)如图,已知 ,B为 上一点, 于A,
四边形 为正方形,P为射线 上一动点,连接 ,将 绕点C顺时针方向旋转 得 ,连接
,若 ,则 的最小值为 .
5.(2023上·陕西渭南·九年级统考期中)如图,在矩形 中, ,点 为边 的中点,连接
.点 是边 上一动点,点 为边 的中点,连接 .当 时, 的最小值是 .
6.(2023上·湖南长沙·九年级校联考期中)如图,在平面直角坐标系 中,已知点 ,点C是y轴
上一动点,设其坐标为 ,线段 绕点C逆时针旋转 至线段 ,则点B的坐标为 ,连
接 ,则 的最小值是 .
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7.(2024·山东校考一模)如图,正方形 中, ,点E为边 上一动点,将点A绕点E顺时
针旋转 得到点F,则 的最小值为__________.
8.(2023·江苏连云港·统考一模)如图,在矩形 中, , ,点 为边 上的动点,连
接 ,过点 作 ,且 ,连接 ,则线段 长度的最小值为______.
9.(23-24八年级下·辽宁丹东·期中)如图,点 在直线 上, 于点 , ,点 在直线 上运
动,以 为边作等边 ,连接 ,则 的最小值为 .
10.(2024·四川达州·三模)如图,在等腰 中, , ,点 是 边上
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一动点,将线段 绕点 顺时针旋转 ,得到线段 ,连接 , ,则 的最小值是
.
11.(2024·四川成都·一模)如图,在矩形 中, ,点 , 为直线 上的两个动点,且
,将线段 关于 翻折得线段 ,连接 .当线段 的长度最小时, 的度
数为 度.
12.(23-24八年级下·辽宁沈阳·期中)如图, 中, , , ,D是
线段 上一个动点,以 为边在 外作等边 .若F是 的中点,连接 ,则 的最小
值为 .
13.(2024九年级下·江苏·专题练习)等边 边长为6,D是 中点,E在 上运动,连接 ,在
下方作等边 ,则 周长的最小值为 .
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14.(23-24九年级下·湖北武汉·阶段练习)在等腰 ABC中,AC=AB,D是BC延长线上一点,E是线段
AB上一点,连接DE交AC于点F. △
(1)如图1,求证: ;(2)如图2,若∠A=90°,DF=EF,DF:AE=5:3,DF=2,求CD的长;
(3)如图3,若∠1=60°,BC=2CD=6,E在直线AB上运动,以DE为斜边向上构造直角 DTE,且∠E=
30°,请直接写出CT的最小值是 . △
15.(2023·山东临沂·二模)如图,矩形 中, , ,点E在线段 上运动,将 绕
点A顺时针旋转得到 ,旋转角等于 ,连接 .
(1)当点E在 上时,作 ,垂足为M,求证: ;(2)连接 ,点E从点B运动到点C的
过程中,试探究 是否存在最小值,若存在,求出最小值,若不存在,请说明理由.
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16.(2024·江苏扬州·中考真题)如图,点 依次在直线 上,点 固定不动,且 ,
分别以 为边在直线 同侧作正方形 、正方形 , ,直角边 恒过点 ,直
角边 恒过点 .(1)如图 ,若 , ,求点 与点 之间的距离;(2)如图 ,若 ,
当点 在点 之间运动时,求 的最大值;(3)如图 ,若 ,当点 在点 之间运动时,
点 随之运动,连接 ,点 是 的中点,连接 ,则 的最小值为_______.
17.(23-24九年级上·辽宁沈阳·期末)【问题初探】数学课上张老师在讲完正方形的性质之后提出了一个
问题:四边形 是边长为3的正方形,点E是边 上的一动点,连接 ,以 为一边作正方形
(点C,E,F,G按顺时针方向排列),连接 , .
(1)如图1,求点G到 的距离,请写出解答过程;
【类比分析】爱动脑的数学兴趣小组在研讨的过程中,也提出了一个问题:
(2)如图2,当 经过点D时,求 的长,请写出解答过程;
【学以致用】看到同学们兴致勃勃的样子,张老师说:“角相等可以是三角形全等的条件,也能推导出相
似”,于是给同学们留了一道思考题:
(3)求代数式 的最小值.经过小组研讨,组长小明进行了整理,给出了部分解题思路;
解题思路:如图3,作等腰直角 ,使 ,连接 , , ,则点C,D, 三点共线,
由 , ,可得 ,
由 , ,可得 ,……请完成“……”部分的解答过程.
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18.(2024·山东济南·一模)【问题情境】:(1)如图1,四边形 是正方形,点 是 边上的一
个动点,以 为边在 的右侧作正方形 ,连接 ,则 与 的数量关系是______.
【类比探究】:(2)如图2,四边形 是矩形, ,点 是 边上的一个动点,以
为边在 的右侧作矩形 ,且 ,连接 .判断线段 与 有怎样的数量关系:
______,并说明理由:
【拓展提升】:(3)如图3,在(2)的条件下,连接 ,求 的最小值.
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