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专题04最值问题(考题猜想,4种热考题型)教师版_初中数学_八年级数学上册(人教版)_期末专项复习-U276_2025版

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专题 04 最值问题(考题猜想,4 种热考题型) 题型一:将军饮马与造桥选址模型求最值(共11题) 1.(2023秋•绥阳县期末)如图, 中, ,垂足为 , ,点 为直线 上方的 一个动点, 的面积等于 的面积的 ,则当 最小时, 的度数为 A. B. C. D. 【分析】由三角形面积关系得出 在与 平行,且到 的距离为 的直线 上, ,作点 关 于直线 的对称点 ,连接 交 于 ,则 , ,此时点 到 、 两点距离之和最小, 作 于 ,则 ,证明△ 是等腰直角三角形,得出 ,求出 ,即可得出答案. 【解答】解: 的面积等于 的面积的 ,在与 平行,且到 的距离为 的直线 上, , 作点 关于直线 的对称点 ,连接 交 于 ,如图所示: 则 , ,此时点 到 、 两点距离之和最小, 作 于 ,则 , , , , , △ 是等腰直角三角形, , , , ; 故选: . 【点评】本题考查了轴对称 最短路线问题、等腰直角三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、三角形 面积等知识;熟练掌握轴对称的性质是解题的关键. 2.(2023秋•汉阳区期末)如图, 的面积为6, , 平分 .若 , 分别是 , 上的动点,则 的最小值A. B. C. D.3 【分析】依据垂线段最短,可得 的最小值,即 到 的最短距离,已知 的面积为6, ,可得 到 的最短距离,即 的最小值. 【解答】解:过 作 ,交 于点 ,交 于点 ,作 关于 的对称点 ,连接 , , 是 关于 的对称点, , 平分 , , , , , 的最小值 的最小值,即 中 边上的高 , 的面积为6, , , ,即 的最小值为 , 故选: . 【点评】本题考查了垂线段最短,关键是掌握将军饮马模型. 3.(2023秋•增城区期末)如图, , , 分别是 , 上的定点, , 分别是边 , 上的动点,如果记 , ,当 最小时,则 与 的数量关系是. 【分析】如图,作 关于 的对称点 , 关于 的对称点 ,连接 交 于 ,交 于 , 则 最小,根据外角的性质得到 , ,由轴对称 的 性 质 得 到 , , 于 是 得 到 , 由 于 , , ,即可得到结论. 【解答】解:如图,作 关于 的对称点 , 关于 的对称点 ,连接 交 于 ,交 于 ,则 最小, , , , , , , , , , 即 . 故答案为: .【点评】本题考查了轴对称 最短路线问题,三角形的外角的性质,正确的作出图形是解题的关键. 4.(2023秋•竹山县期末)如图, 为 内一定点, , 分别是射线 , 上的点,当 的周长最小时, ,则 . 【分析】作 点关于 的对称点 ,作 点关于 的对称点 ,连接 交 于点 ,交 于点 , 连接 、 、 、 ,此时 的周长有最小值,由对称性可知 , ,可求 ,再由 即可求解. 【解答】解:作 点关于 的对称点 ,作 点关于 的对称点 ,连接 交 于点 ,交 于 点 ,连接 、 、 、 , , , 的周长 ,此时 的周长有最小值, 由对称性可知 , , , , , , , , , 故答案为: .【点评】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,灵活应用轴对称的性质是解题 的关键. 5.(2023秋•奉化区期末)如图, ,点 , 分别是边 , 上的定点,点 , 分别 是边 、 上的动点,记 , ,当 最小时,则 的值为 . 【分析】作 关于 的对称点 , 关于 的对称点 ,连接 交 于 ,交 于 ,则 最小易知 , ,根据三角形的外角的性质 和平角的定义即可得到结论. 【解答】解:如图,作 关于 的对称点 , 关于 的对称点 ,连接 交 于 ,交 于 ,则 最小, , , , ,, 故答案为 . 【点评】本题考查轴对称 最短问题、三角形的内角和定理.三角形的外角的性质等知识,解题的关键是 灵活运用所学知识解决问题. 6.(2023秋•青山区期末)如图,在四边形 中, , , , 分别是边 , 上的动点,当 的周长最小时, . 【分析】作点 关于 的对称点 ,关于 的对称点 ,根据轴对称确定最短路线问题,连接 与 、 的交点即为所求的点 、 ,利用三角形的内角和定理列式求出 ,再根据轴对称 的性质计算即可. 【解答】解:如图,作点 关于 的对称点 ,关于 的对称点 , 连接 与 、 的交点即为所求的点 、 , 则当 的周长最小时, , 分别位于 , 处, , , , , 由轴对称的性质得: , ,. , 即当 的周长最小时, 故答案为:70. 【点评】本题考查轴对称确定最短路线问题,轴对称的性质,三角形的内角和定理,三角形的一个外角等 于与它不相邻的两个内角的和的性质,确定出点 、 的位置是解题的关键,要注意整体思想的利用. 7.(2022春•莲池区期末)如图,在 中, , , , 平分 , 是线段 上的动点, 是线段 上的动点,则 面积为 , 的最小值为 . 【分析】根据等腰三角形三线合一得 ,可以求出 面积;作 关于 的对称点 ,连接 ,过 作 于 ,根据对称性求出 ,根据垂线段最短得出 , 即可得出答案. 【解答】解:如图,作出点 关于 的对称点 , , , , 平分 , ,点 在边 上, 面积为 , 当点 , , 三点共线且 时, 最小, 过 作 于 , 的最小值是 . 利用等面积法得: , .故答案为: . 【点评】此题是轴对称 最短路线问题,主要考查了角平分线的性质,对称的性质,勾股定理,等面积法, 用等面积法求出 是解本题的关键. 8.(2021秋•硚口区期末)在 中, ,点 、 分别为 和 上的动点, 与 相交于 点,且 的值最小. ①如图1,若 , ,则 ; ②如图2, .(用含 的式子表示) 【分析】①将 沿着 翻折,再沿着 翻折,连接 交 于点 ,交 于点 , 在 边上截取 ,连接 ,根据垂线段最短即可解决问题; ②结合①的思想,即可解决问题. 【解答】解:①如图,将 沿着 翻折,再沿着 翻折,连接 交 于点 ,交 于点 , 在 边上截取 ,连接 , , 最小, , , 由翻折可知: , , 在 中, , , 故答案为:30; ②如图2,将 沿着 翻折,再沿着 翻折,连接 交 于点 ,交 于点 , 在 边上截取 ,连接 , 和 交于点 ,此时 , △ , , , 最小, 由翻折可知: , , 设 , , 由翻折可知: , 在 中, , . 故答案为: . 【点评】本题考查了轴对称 最短路线问题,解决本题的关键是将 的值最小的隐藏条件找出. 9.(2023秋•武昌区期中)如图,在 中, , , , 分别平分 和 , 是 上一点, ,已知 , , .当 取最小值时, .(用含 , 的式子表示) 【分析】作 , 交 的延长线于点 ,在 上取一点 ,使 ,连接 ‘,连 接 ,过点 作 于点 ,证明出 和 是等边三角形,得到 ,得到 取最小值时, ,再求出 的长即可. 【解答】解:作 , 交 的延长线于点 ,在 上取一点 ,使 ,连接‘,连接 ,过点 作 于点 , , , , , 分别平分 和 , , , , , , 又 , , △ , △ , , , , , 即 的最小值为 , , , 是等边三角形, , , , , , 是等边三角形, , , 在 △ 中, , ,, . 【点评】本题考查轴对称 最短路线问题,解答中涉及轴对称,等边三角形的判定和性质,全等三角形的 判定和性质,探究出 取最小值时, 的位置是解题的关键. 10.(2023秋•重庆期末)在 中,点 是边 上一点,连接 . (1)如图1,若 平分 , , , 的面积为3,求 的面积; (2)如图2,若 ,点 在 上,满足 ,过点 作 于点 ,交 的延 长线于点 ,若 ,求证: ; (3)如图3,在(2)的条件下,已知 ,点 , 分别是线段 , 上的动点,连接 , , 当 的最小值是 时,直接写出线段 的长.(用含 , 的代数式表示) 【分析】(1)过点 作 于 ,作 于 ,利用角平分线性质可得 ,再利用三 角形面积可得 ,可求得 ,利用 ,即可求得答案; (2)延长 交 于 ,过点 作 交 于 ,利用 可证得 ,即可证得结 论; (3)过点 作 ,过点 作 于 ,交 于 ,作点 关于 的对称点 ,连接 ,则点 在射线 上,当 、 、 在同一条直线上,且 时,即点 与点 重合时, 为最小值,过点 作 于 ,则 是等腰直角三角形,再证得四边形是矩形, 是等腰直角三角形,即可求得答案. 【解答】(1)解:如图1,过点 作 于 ,作 于 , 平分 , , , , ,即 , , , , , ; (2)证明:延长 交 于 ,过点 作 交 于 , 又 于点 , , , , , , , , ,, , , , , , , 四边形 是矩形, , , , , 在 和 中, , , , , ; (3)解:如图3,过点 作 ,过点 作 于 ,交 于 ,作点 关于 的对称点 ,连接 ,则点 在射线 上, ,当 、 、 在同一条直线上,且 时,即点 与点 重合时, 为最小值, 过点 作 于 ,则 是等腰直角三角形, , , 四边形 是矩形, , , , , , , 是等腰直角三角形, , , 即线段 的长为 . 【点评】本题是三角形综合题,考查了角平分线性质,等腰直角三角形的判定和性质,矩形的判定和性质, 全等三角形的判定和性质,三角形面积等,添加辅助线构造全等三角形是解题关键. 11.(2023春•兴宁市校级期末)问题解决: (1)问题情境:如图1所示,要在街道旁修建一个奶站,向居民区 、 提供牛奶,奶站应建在什么地 方,才能使从 、 到 的距离之和最短?请画出点 的位置; (2)问题理解:如图2,在 中, , 平分 ,点 是 边的中点,点 是线段 上的动点,画出 取得最小值时点 的位置; (3)问题运用:如图3,在 中, , , , 是 的平分线,当点 、 分别是 和 上的动点时,求 的最小值. 【分析】(1)如图 1中,作点 关于直线 的对称点 ,连接 交直线 于点 ,连接 ,此时 的值最小.(2)如图2中,连接 交 于点 ,连接 ,点 即为所求. (3)如图3中,过点 作 于 .证明 , 关于 的长,作点 关于 的对称点 ,连 接 ,则 ,推出 ,推出当 , 在 上时, 的值最小,最 小值为线段 的长. 【解答】解:(1)如图1中,点 即为所求. (2)如图2中,点 即为所求. (3)如图3中,过点 作 于 . , 平分 , 垂直平分线段 , , 关于 的长, 作点 关于 的对称点 ,连接 ,则 , ,当 , 在 上时, 的值最小,最小值为线段 的长, , . 【点评】本题属于三角形综合题,考查了等腰三角形的性质,轴对称最短问题,两点之间线段最短,垂线 段最短等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型. 题型二:垂线段最短求最值(共7题) 1.(2022秋•江岸区期末)如图,在 中, , , , ,点 、 分别是 边 、 上的动点,则 的最小值等于 A.4 B. C.5 D. 【分析】作 点关于 的对称点 ,过 作 ,此时 的值最小为 ,求出 即可. 【解答】解:作 点关于 的对称点 ,过 作 于点 ,交 于点 , , ,此时 的值最小, , , , , .方法二: , , , , , , 的最小值是 , 故选: . 【点评】本题考查轴对称求最短距离,熟练掌握轴对称求最短距离的方法,等腰三角形的性质,直角三角 形的性质是解题的关键. 2.(2022秋•槐荫区校级期末)如图,△ 中, , , 是 的角平分线, ,则 的最大值为 A.40 B.28 C.20 D.10 【分析】延长 , 交于点 ,可证△ △ ,得出 , ,则,当 时, 最大为20,即 最大为10. 【解答】解:如图:延长 , 交于点 , 平分 , , , , 在△ 和△ 中, , △ △ , , ; , ,即 ; , , 当 时, 最大, 即 最大 . 故选: . 【点评】本题考查了角平分线定义、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质等知识;利用三角形中 线的性质得到 是解题的关键.3.(2023秋•江岸区期末)如图, 中, , , 的角平分线 于 , 为 的中点,则图中两个阴影部分面积之差的最大值为 . 【分析】首先证明两个阴影部分面积之差 ,当 时, 的面积最大. 【解答】解:延长 交 于点 .设 交 于点 . , , 平分 , , , , , , , , , , , , , ,, , , , , , , , , 当 时, 的面积最大,最大面积为 故答案为:2. 【点评】本题考查等腰三角形的判定和性质,三角形中线的性质等知识,解题的关键是学会用转化的思想 思考问题. 4.(2023秋•工业园区校级期中)如图,在 中, , , ,若 是 边上的 动点,则 的最小值为 . 【分析】过点 作射线,使 ,再过动点 作 ,垂足为点 ,连接 ,在 中, , , 当 , , 在同一直线上, 即 时, 的值最小,最小值等于垂线段 的长. 【解答】解:过点 作射线 ,使 ,再过动点 作 ,垂足为点 ,连接 ,如 图所示:在 中, , , , 当 , , 在同一直线上,即 时, 的值最小,最小值等于垂线段 的长, 此时, , 是等边三角形, , 在 中, , , , , , , , , 的最小值为12, 故答案为:12. 【点评】本题考查垂线段最短、等边三角形的判定和性质,含30度的直角三角形等知识,解题的关键是学 会添加辅助线,构造数学模型,学会用转化的思想思考问题,属于中考填空题中的压轴题. 5.(2023秋•咸宁期末)如图,在平面直角坐标系中, , ,连接 ,过点 作 . 若 , 轴上的一点 ,连接 ,当点 在 轴上移动时, 的最小值为 . 【分析】过点 作 轴于点 ,根据“ ”证明 ,从而得到 ,进而得 出点 在平行于 轴与 轴距离为6的直线上运动,则当 垂直于这条直线时, 最短,求解即可.【解答】解:过点 作 轴于点 , , , , , , , , , 点 在平行于 轴与 轴距离为6的直线上运动,如图:当 垂直于这条直线时, 最短,此时 , 故答案为:6. 【点评】本题考查了全等三角形的判定与性质,熟练掌握全等三角形的判定与性质得出点 的运动轨迹是 解本题的关键. 6.(2022 秋•江夏区校级期末)如图在 中. . .点 为直线 上一点.当 有最小值时, 的度数为 .【 分 析 】 以 为 边 , 作 , 过 点 作 于 , 则 ,故当 、 、 三点共线时, 最小,从而解决问题. 【解答】解;如图,以 为边,作 ,过点 作 于 , , , 当 、 、 三点共线时, 最小, 过点 作 于 ,交 于 , 在 中, , , 当 有最小值时, 的度数为 , 故答案为: . 【点评】本题主要考查了含 角的直角三角形的性质,胡不归问题,垂线段最短等知识,根据题意,作 辅助线,将 的最下值转化为 的长是解题的关键. 7.(2023秋•来凤县期末)如图, 中, , , , 为 上一动点, 垂直平分 分别交 于 、交 于 ,则 的最大值为 . 【分析】要使 最大,则 需要最小,而 ,从而通过圆与 相切来解决问题. 【解答】解:方法一、 中, , , , , 垂直平分 ,, 若要使 最大,则 需要最小, 以 为圆心, 为半径的圆与 相切即可, , , , 的最大值为 , 方法二:过点 作 于 ,连接 , 设 ,则 , , , , 解得 , 最小值为 , 的最大值为 , 故答案为: . 【点评】本题主要考查了线段垂直平分线的性质、 角所对直角边是斜边的一半以及圆与直线的位置关系,将 的最大值转化为 最小是解决本题的关键,属于压轴题. 题型三:构造手拉手、一线三等角等模型求最值(共4题) 1.(2021秋•江岸区期末)如图, 是等边三角形 的 边上的高,点 是 上的一个动点(点 不与点 重合),连接 .将线段 绕点 顺时针旋转 得到 ,连接 、 ,若 , 则线段 长度的最小值是 A.3 B. C.1.5 D.1 【分析】由旋转的性质可得 , ,可证 是等边三角形,可得 , ,由“ ”可证 ,可得 ,即点 在射线 上 运动,当 时, 有最小值,由直角三角形的性质可求解. 【解答】解:如图,连接 , 是等边三角形 的 边上的高, , , , 将线段 绕点 顺时针旋转 得到 , , , 是等边三角形, , , , 在 和 中,, , , 点 在射线 上运动, 当 时, 有最小值, 此时, , , , 线段 长度的最小值是1.5, 故选: . 【点评】本题考查了旋转的性质,等边三角形的性质,全等三角形的判定与性质,确定点 的运动路径是 解题的关键. 2.(2023秋•青山区期末)如图,等边 的边长为2, 于点 , 为射线 上一点,以 为边在 左侧作等边 ,则 的最小值为 A.1 B. C. D. 【分析】连接 ,利用“手拉手”模型得出全等,得出点 的运动轨迹即可解决问题. 【解答】解:连接 , 和 是等边三角形, , , , , 即 ,, . 又 , , , 则点 在过点 且与 夹角为 的射线上. 过点 作射线 的垂线,垂足为 , ,且 , , 即 的最小值为 . 故选: . 【点评】本题考查旋转的性质及垂线段最短,通过“手拉手”模型构造出全等是解题的关键. 3.(2023秋•莆田期末)如图, 中, , , 为射线 上一动点,以 为 底边,在 的左侧作等腰直角三角形 . 为 上一点, ,连接 .当 取最 小值时,则 的度数为 . 【分析】作 ,交 的延长线于点 ,作 于 ,可证得 ,从而,进而证得 ,从而 ,从而得出点 在 的平分线上 运动, 作 点 关 于 的 对 称 点 , 连 接 , 交 于 点 , 根 据 对 称 性 得 出 . 【解答】解:如图, 作 ,交 的延长线于点 ,作 于 , , , , , , , , , , 四边形 是矩形, , , , 点 在 的平分线上 运动, 作点 关于 的对称点 ,连接 ,交 于点 , 点 在 的延长线上, 当点 在 处时, 最小, , , , ,, , , 故答案为: . 【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,直角三角形的性质,轴对称的 性质等知识,解决问题的关键是作辅助线,构造全等三角形. 4.(2022秋•黄陂区校级期末)如图,已知 中, , 是边 上一点,以 为边作 , 在 同侧),使 , ,连 . (1)如图1,若 在 上方且 ,求 度数; (2)如图2.若 在 上方且 ,判断 与 的位置关系,并说明理由; (3)如图3,若 , , ,则 的最小值为 (直接写出结 果). 【分析】(1)如图1中,作 交 于 .想办法证明 即可解决问题. (2)如图 2 中,结论: .作 于 ,在 上截取 ,使得 .证明 可得结论.(3)如图3中,过点 作 交 于 ,延长 到 ,使得 .利用全等三角形的性质解 决问题即可. 【解答】解:(1)如图1中,作 交 于 . , , , , 都是等边三角形, , , , , , , , , , , , , , , , , . 解法二:证明 ,可得结论. (2)如图2中,结论: . 理由:作 于 ,在 上截取 ,使得 ., , , , , , , , , , , , , , , . (3)如图3中,过点 作 交 于 ,延长 到 ,使得 . , , , , , , , , , , , , ,, , 点 的运动轨迹是直线 (与 的夹角为 ,如图所示), , , 根据垂线段最短可知, 的最小值为 . 故答案为 . 【点评】本题属于三角形综合题,考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判 定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形或相似三角形解决问 题,属于中考压轴题. 题型四:线段的拼接等求最值(共6题) 1.(2024秋•柳南区校级期中)如图,等腰三角形 中, , 平分 ,交 于点 , 为 上一点, 为 上一点,且 ,连接 , .当 的最小值为8时, 的长 A.4 B.6 C.8 D.10 【分析】作 ,使得 ,连接 ,依据△ △ ,即可得到 ,进而得出当 , , 三点共线时, 的最小值等于 的长,再根据△ 是等 边三角形,即可得到 的长. 【解答】解:如图所示,作 ,使得 ,连接 , 在△ 和△ 中,, △ △ , , , 当 , , 三点共线时, 的最小值等于 的长, 又 的最小值为8, 的长为8, , , , , , △ 是等边三角形, , , 故选: . 【点评】本题主要考查了全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定,解决问题的关键是作辅助线构造 全等三角形,利用全等三角形的对应边相等得出结论. 2.(2022秋•黄陂区校级期末)如图,在 中, , , ,点 为 的中点,点 为 内一动点且 ,点 为 的中点,当 最小时,则 的度数为 A. B. C. D.【分析】取 的中点 ,连接 ,易证 ,故可得出 最小时,即求 的最小值,即为 ,即 、 、 三点共线时最小,据此可得出结论. 【解答】解:取 的中点 ,连接 , 在 与 中 , , , 最小时,即求 的最小值,即为 ,即 、 、 三点共线时最小,此时 . 故选: . 【点评】本题考查的是直角三角形的性质,涉及到三角形中位线定理,熟练掌握这些知识是解题的关键. 3.(2023春•涪城区期末)如图, 中, , , , 、 、 分别是 、 、 边上的动点,则 的最小值是 A.2.5 B.3.5 C.4.8 D.6 【分析】如图,作 关于直线 的对称点 ,作 关于直线 的对称点 ,连接 , , , , , , . , 推 出 , 可 得 、 、 共 线 , 由 , ,可知 、 、 、 共线时,且 时,的值最小,最小值 ,求出 的值即可解决问题. 【解答】解:如图作 关于直线 的对称点 ,作 关于直线 的对称点 ,连接 , , , , , , . , , , , 、 、 共线, , , 当 、 、 、 共线时,且 时, 的值最小,最小值 , , , 的最小值为4.8. 故选: . 【点评】本题主要考查的是轴对称路径最短问题,作出点 关于 、 的对称点,将 的周长转 化为 的长是解题的关键. 4.(2020秋•椒江区期末)小华的作业中有一道题:“如图, , 在 的同侧, , , ,点 为 的中点.若 ,求 的最大值.”哥哥看见了,提示他将 和 分别沿 、 翻折得到△ 和△ ,连接 .最后小华求解正确,得到 的最大值是 . 【分析】由折叠的性质可得 , , , , , ,可证△ 是等边三角形,可得 ,则当点 ,点 ,点 ,点 四点 共线时, 有最大值 . 【解答】解: ,点 为 的中点, , , , 将 和 分别沿 、 翻折得到△ 和△ , , , , , , , , , △ 是等边三角形, , 当点 ,点 ,点 ,点 四点共线时, 有最大值 , 故答案为:7. 【点评】本题考查了翻折变换,考查折叠的性质,等边三角形的判定和性质,证明△ 是等边三角形 是解题的关键. 5.(2023秋•鲅鱼圈区期末)如图, 为等腰 的高,其中 , , , 分别 为线段 , 上的动点,且 ,当 取最小值时, 的度数为 . 【分析】如图,作辅助线,构建全等三角形,证明 ,得 ,将 转化为 ,与 在同一个三角形中,根据两点之间线段最短,确定点 的位置,即 为 与 的交点时,的值最小,求出此时 . 【解答】解: , , , 如图1,作 ,且 ,连接 交 于 ,连接 , , , , , , , , 在 与 中, , , , , 当 为 与 的交点时,如图2, 的值最小, 此时 , , , 故答案为: .【点评】此题考查全等三角形的性质和判定,最短路径问题,关键是作出辅助线,当 取得最小值 时确定点 的位置. 6.(2022秋•黄陂区校级期末)如图,等腰直角 中, , , 为 中点, , 为 上一个动点,当 点运动时, 的最小值为 . 【分析】作点 关于 对称点 ,则 ,连接 ,交 于 ,连接 ,此时 的值最小.由对称性可知 ,于是得到 ,然后 根据勾股定理即可得到结论. 【解答】解:设 , , , 为 中点, , , 作点 关于 对称点 ,则 ,连接 ,交 于 ,连接 , 此时 的值最小, 对称性可知 , , , , , , , ,所以 △ , . 故答案为:6. 【点评】此题考查了轴对称 线路最短的问题,确定动点 何位置时,使 的值最小是解题的关键.