文档内容
大 招
逆等线最值模型
模型介绍
两线段和的最值问题, 大家首先想到的都是 “将军饮马”问题, 即要求的两条线段有公共端点,或者平移
后有公共端点.
除了将军饮马问题外,还有一类两线段和的最值问题,两个动点的运动过程中, 两条动线段始终保持着相
等, 我们可以在等线段处构造全等, 从而将要求的两条线段拼接到一起,这就是今天咱们要说的逆等线最值问题.
讲逆等线模型之前我们先来一波回忆:
下图大家应该很熟:
D为动点!特殊化证明:DE+DF的和为定值.
一般化证明:DE+DF的和为定值
只要保证DE,DF与腰的夹角相等,总会有:DE+DF的和为定值的结论!
证明思路:
作AG∥FD,HD∥BC易得红蓝全等,黄色平四
∴DE+DF=AH+HG=AG(定长)
另证易得:△DEA∽△DFB ∵AD+BD为定值∴DE+DF为定值引申:D在线段AB外时差为定值(证明同理)
然后将这个角一路的改变也相当于做腰的平行线!
此图即产生了逆等线,所谓逆等线,逆向也相等!
例题精讲
考点一:等腰三角形中的逆等线模型
【例1】.如图,在等腰△ABC中,AB=AC=5,BC=6,点D、E分别是AB、AC上两动点,且AD=
CE,连接CD、BE,CD+BE最小值为 .
解:过点A作AH⊥BC于H,作AM∥BC且AM=BC,延长CB并过点M作MN⊥BC于N,
∵AB=AC=5,BC=6,
∴BH=CH= BC=3,
∴AH= =4,
∵AM∥BC且AM=BC,AH⊥BC,
∴四边形AMNH是矩形,
∴NH=AM=BC=6,NC=NH+CH=6+3=9,MN=AH=4,
∵AM∥BC,
∴∠MAD=∠ABC,
∵AB=AC, ∴∠ABC=∠ACB=∠MAD,
在△ADM和△CEB中,,∴△ADM≌△CEB(SAS),
∴BE=MD,∴CD+BE=MD+CD≥CM,
∴当C、D、M三点共线时,CD+BE取最小值,
CM= = .故答案为: .
变式训练
【变式1-1】.如图,在△ABC中,AB=AC=8,BC=4 ,D为BC边的中点,点E、F分别是线段
AC、AD上的动点,且AF=CE,则BE+CF的最小值是 .
解:过A作AG⊥AB且使得AG=BC=4 ,连接BF、FG、BG,
∵AB=AC,点D为BC的中点,
∴AD⊥BC,∠BAD=∠CAD,∴∠BAD+∠ABD=90°,
∵BA⊥AG,∴∠BAG=90°,
∴∠BAD+∠GAF=90°,∴∠GAF=∠ABD,
∴∠GAF=∠BCE,
又∵AF=CE,AG=CB,∴△AGF≌△CBE(SAS),∴GF=BE,
∵FB=FC,∴BE+CF=GF+BF,
∵当点B、F、G三点共线时,GF+BF最小,
∴GF+BF的最小值时线段BG的长,
∵∠BAG=90°,AB=8,AG=4 ,
∴BG= =4
即BE+CF的最小值为4 ,故答案为:4 .
【变式1-2】.如图,已知直线AB:y= 分别交x轴、y轴于点B、A两点,C(3,0),D、E分别为线段AO和线段AC上一动点,BE交y轴于点H,且AD=CE.当BD+BE的值最小时,则H点
的坐标为( )
A.(0,4) B.(0,5) C. D.
解:由题意A(0, ),B(﹣3,0),C(3,0),∴AB=AC=8,
取点F(3,8),连接CF,EF,BF.
∵C(3,0),∴CF∥OA,∴∠ECF=∠CAO,
∵AB=AC,AO⊥BC,∴∠CAO=∠BAD,∴∠BAD=∠ECF,
∵CF=AB=8,AD=EC,
∴△ECF≌△DAB(SAS),∴BD=EF,∴BD+BE=BE+EF,
∵BE+EF≥BF,∴BD+BE的最小值为线段BF的长,
∴当B,E,F共线时,BD+BE的值最小,
∵直线BF的解析式为:y= x+4,
∴H(0,4),∴当BD+BE的值最小时,则H点的坐标为(0,4),故选:A.
考点二:等边三角形中的逆等线模型
【例2】.如图,AD为等边△ABC的高,E、F分别为线段AD、AC上的动点,且AE=CF,当BF+CE取得
最小值时,∠AFB= °.
解:如图1,作CH⊥BC,且CH=BC,连接BH,连接FH,∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,∴AC=BC,∠DAC=30°,∴AC=CH,
∵∠BCH=90°,∠ACB=60°,∴∠ACH=90°﹣60°=30°,
∴∠DAC=∠ACH=30°,
∵AE=CF,∴△AEC≌△CFH(SAS),∴CE=FH,BF+CE=BF+FH,
∴当F为AC与BH的交点时,如图2,BF+CE的值最小,
此时∠FBC=45°,∠FCB=60°,∴∠AFB=105°,故答案为:105.
变式训练
【变式2-1】.如图,AH是正三角形ABC中BC边上的高,在点A,C处各有一只电子乌龟P和Q同时起
步以相同的速度分别沿AH,CA向前匀速爬动.确定当两只电子乌龟到B点距离之和PB+QB最小时,
∠PBQ的度数为 .
解:过点C作CD⊥BC,取CD=AB,连接BD,
∵△ABC是等边三角形,AH是BC边上的高,
∴∠ACB=∠ABC=60°,∠BAH=30°,
∴∠ACD=30°,
∴∠BAH=∠ACD,
在△ABP和△CDQ中,
,∴△ABP≌△CDQ(SAS),∴BP=DQ,∠CQD=∠APB,
∴当B、Q、D共线时,PB+QB最小,连接BD交AC于Q,
∴∠APB=∠AQB,∴∠PBQ=∠QAH=30°,故答案为:30°.
【变式2-2】.在等边△ABC中,AB=4,点E在边BC上,点F在∠ACB的角平分线CD上,CE=CF,
则AE+AF的最小值为 .解:过点C作CG⊥AC,并截取CG=AC,连接EG,如图所示:
∵△ABC为等边三角形,
∴AB=BC=AC=4,∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°,
∵CD平分∠ACB.∴∠ACD=∠BCD= ∠ACB=30°,
∵∠ACG=90°,∴BCG=∠ACG﹣∠ACB=90°﹣60°=30°,
∴∠ACD=∠BCG,
∴△GCE≌△ACF(SAS),
∴AF=GE,∴AF+AE=GE+AE,
当A、G、E三个点在同一直线上时,GE+AE的和最小,即AF+AE最小.
∴AF+AE的值最小为: = =4 .故答案为:
考点三:直角三角形中逆等线模型
【例3】.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=6,BC=4,D,E分别是AC,AB上的动点,且AD
=BE,连结BD,CE,则BD+CE的最小值为 .
解:过B作BF∥AC,在平行线上取BF=AB,连接EF,如上图:
∴∠EBF=∠A,
∵BF=AB,BE=AD,
∴△BEF≌△ADB(SAS), ∴EF=BD, ∴BD+CE=EF+CE,当C,E,F共线时,EF+CE最小,即BD+CE最小,最小值即为CF的长度,
∵BF∥AC,∠ACB=90°,
∴∠FBC=90°,
∴CF= = =2 ,
∴BD+CE最小为2 , 故答案为:2 .
变式训练
【变式3-1】.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,D,E为AB边上的两个动点,且AD=BE,
连接CD,CE,若AC=2,则CD+CE的最小值为 .
解:如图:
构造矩形ACBF,连接DF,EF,CF交AB于点O,
则OF=OC,OA=OB,AB=CF,
∵AD=BF, ∴OD=OE,∴四边形CEFD为平行四边形,
∴DF=CE, ∴CD+CE=CD+DF≥CF,
∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,
∴AB=2AC=4,∴CD+CE≥4, 故答案为:4.
【变式3-2】.如图,在等腰直角三角形 ABC中,∠BAC=90°,点M,N分别为BC,AC上的动点,且
AN=CM,AB= .当AM+BN的值最小时,CM的长为 .解:过点C作CE⊥CB,使得CE=AC,连接EM,过点A作AD⊥BC于点D.
∵AB=AC=CE,∠BAN=∠ECM=90°,AN=CM,
∴△BAN≌△ECM(SAS),
∴BN=EM,
∴AM+BN=AM+ME,
∴当A,M,E共线时,AM+BN的值最小,
∵AD∥EC, ∴ = = ,
∴CM= ×1=2﹣ . 故答案为:2﹣ .
考点四:一般三角形中逆等线模型
【例4】.在△ABC中,∠ABC=60°,BC=8,AC=10,点D、E在AB、AC边上,且AD=CE,则
CD+BE的最小值 .
解:如图作CK∥AB,使得CK=CA.作BG⊥KC交KC的延长线于G.
∵CK∥AB,∴∠KCE=∠A,
∵CK=CA,CE=AD,∴△CKE≌△CAD,∴CD=KE,
∵CD+BE=EK+EB≥BK,
∴CD+BE的最小值为BK的长,
在Rt△BCG中,∵∠G=90°,BC=8,∴CG= BC=4,BG=4 ,
在Rt△KBG中,BK= = =2 . 故答案为2 .
变式训练
【问题背景】(1)如图(1),E为△ABC的边AB上的一点,AE=BC,过点A作AD∥BC,且AD=
AB,连接DE,求证:△ADE≌△BAC;
【变式迁移】(2)如图(2),在△ABC中,AC=BC,BD平分∠ABC,点E在AB上,且AE=CD,
若点C分别到AB,BD的距离之比为m,求证: ;
【拓展创新】(3)如图(3),在△ABC中,∠ABC=45°, ,AC=6,D,E分别是AC,AB
上的点,且AE=CD,直接写出CE+BD的最小值.
(1)证明:∵AD∥BC, ∴∠DAE=∠B,
在△ADE和△BAC中,
, ∴△ADE≌△BAC(SAS);
(2)证明:如图2,过点C作CG∥AB交BD的延长线于G,过点C作CT⊥BG于点T,CH⊥AB于点
H,连接GH.∴∠DAG=∠A,
∵AC=BC,AE=CD,∴△CDG≌△AEC(SAS),
∴DG=CE,CG=AC,∴CE+BD=DG+BD=BG,
∵CA=CB,∴CG=CB,
∵CG∥AB,∴S△CGB =S△CGH ,∴ BG•CT= •CG•CH,
∴BG•CT=BC•CH,∴ = =m;
(3)解:如图3中,作CG∥AB,使得CG=AC,连接DG,过点C作CH⊥AB于点H,过点G作
GT⊥BA交BA的延长线于点T,连接BG.
∵BC=3 ,∠CBH=45°,∠CHB=90°,
∴CH=BH=3,
∵四边形CGTH是矩形,∴GT=CH=3,CG=AC=HT=6,
∴BT=9,∴BG= = =3 ,
由(2)可知,△CDG≌△AEC,∴DG=EC,
∴CE+BD=DG+DB≥BG=3 ,∴CE+BD的最小值为3 .
考点五:正方形中逆等线模型
【例5】.如图,正方形ABCD的边长为6,点E、F分别在AB、BC上,且AE=BF,CE与DF交于点P,连接BP,求BP的最小值.
解:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=CD,
∵AE=BF,∴BE=CF,
在△BCE和△CDF中, ,
∴△BCE≌△CDF(SAS),∴∠ECB=∠FDC,
∵∠ECB+∠ECD=90°,∴∠FDC+∠ECD=90°,∴∠DPC=90°,
∴点P在以CD为直径的圆上,
如图,以CD为直径作 O,连接OP,OB,
∴OP=OC=OD=3,⊙
在△OPB中,BP>BO﹣OP,
∴当点P在OB上时,BP的最小值为BO﹣OP,
∵BO= = =3 ,∴BP的最小值为3 ﹣3.
变式训练
【5-1】.已知正方形ABCD的边长为1,点E,F分别是边BC,CD上的两个动点,且满足BE=CF,连
接AE,AF,则AE+AF的最小值为 .解:连接DE,作点A关于BC的对称点A′,连接BA′、EA′,
∵四边形ABCD为正方形,
∴AD=CD=BC,∠ADC=∠BCD=90°,
∵BE=CF,
∴DF=CE,
∴△DCE≌△ADF(SAS),
∴DE=AF,
∴AE+AF=AE+DE,
作点A关于BC的对称点A′,连接BA′、EA′,
则AE=A′E,
即AE+AF=AE+DE=A'E+DE,
当D、E、A′在同一直线时,AE+AF最小,
AA′=2AB=2,
此时,在Rt△ADA′中,由勾股定理得:DA′= ,
故AE+AF的最小值为 . 故答案为: .
考点六:矩形中逆等线模型
【例6】.如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点E、F分别为边AB、CD上的动点,且AE=CF,则
BF+CE的最小值为 .解:连接DE,
∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD,
∵AE=CF,∴BE=DF,
∴四边形BEDF是平行四边形,∴DE=BF,
要求BF+CE的最小值,即求DE+CE的最小值,
作D点关于AB的对称点D′,连接D′C交AB于E,
则DE+CE=D′E+CE=CD′的值最小,
∵AB=2,AD=3,∴CD=AB=2,DD′=2AD=6,
∴CD′= = =2 ,
即BF+CE的最小值为2 ,故答案为:2 .
变式训练
【6-1】如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=4,点E、F分别是边BC和对角线BD上的动点,且BE=
DF,则AE+AF的最小值是 .
解:如图,作点D关于BC的对称点G,连接BG,在BG上截取BH,使得BH=AD,连接AH.作
HM⊥AB交AB的延长线于M.
∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CD=3,BC=AD=4,AD∥BC,
∴∠ADF=∠DBC,
∵DC=CG,BC⊥DG,∴BD=BG,∴∠DBC=∠CBG,∴∠ADF=∠HBE,
∵DA=BH,DF=BE,∴△ADF≌△HBE(SAS),∴AF=EH,
∴AE+AF=AE+EH≥AH,在Rt△BCD中,BD= =5,
由△BHM∽△DBC,可得 = = ,
∴ = = ,∴BM= ,MH= ,∴AM=3+ = ,
在Rt△AMH中,AH= = ,
∴AE+AF≥ ,∴AE+AF的最小值为 .故答案为
【6-2】.如图,在矩形ABCD中,AD=4,AB=4 ,E,F分别是BD,BC上的一动点,且BF=2DE,
则AF+2AE的最小值是 .
解:连接DF,延长AB到T,使得BT=AB,连接DT.
∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=∠ABC=90°,BC∥AD,
∴tan∠DBA= = ,∠ADE=∠DBF,∴∠DBA=30°,∴BD=2AD,
∵BF=2DE,∴ = =2,∴△DBF∽△ADE,∴ = =2,
∴DF=2AE,∴AF+2AE=AF+DF,
∵FB⊥AT,BA=BT,∴FA=FT,∴AF+2AE=DF+FT≥DT,
∵DT= = =4 ,∴AF+2AE≥4 ,
∴AF+2AE的最小值为4 ,故答案为:4 .
考点七:菱形中逆等线模型
【例7】.如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=2,E、F分别是边BC和对角线BD上的动点,且BE
=DF,则AE+AF的最小值为 .解:如图,BC的下方作∠CBT=30°,在BT上截取BT,使得BT=AD,连接ET,AT.
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴∠ADC=∠ABC=60°,∠ADF= ∠ADC=30°,
∵AD=BT,∠ADF=∠TBE=30°,DF=BE,
∴△ADF≌△TBE(SAS),
∴AF=ET,
∵∠ABT=∠ABC+∠CBT=60°+30°=90°,AB=AD=BT=2,
∴AT= = =2 ,
∴AE+AF=AE+ET,
∵AE+ET≥AT,
∴AE+AF≥2 ,
∴AE+AF的最小值为2 ,故答案为2 .
变式训练
【7-1】.如图,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,CD=4,M,N分别是边AB,AD的动点,满足AM=
DN,连接CM、CN,E是边CM上的动点,F是CM上靠近C的四等分点,连接 AE、BE、NF,当△CFN面积最小时, BE+AE的最小值为 .
解:如图,连接MN、AC,
∵四边形ABCD是菱形,∠BAD=120°,
∴AB=AD=CD,∠BAC=∠DAC=∠ADC=60°,
∴△ADC和△ABC为等边三角形,∴AC=DC,∠ACD=60°,
∵AM=DN,∴△AMC≌△DNC(SAS),
∴CM=CN,∠DCN=∠ACM,
∴∠MCN=∠MCA+∠ACN=∠DCN+∠ACN=∠ACD=60°,
∴△CMN为等边三角形,
∵点F是CM上靠近点C的四等分点,∴S△CFN = S△CMN ,
∴△CMN的面积最小时,△CFN的面积也最小,
∵S△CMN = ,
∴当CN和CM长度最短时,S△CMN 的面积最小,即CN⊥AD,CM⊥AB时△CFN的面积最小,
取BE的中点为点G,连接MG,
∵△ABC为等边三角形,CM⊥AB,∴点M是AB的中点,
∴AE=BE,∴MG= AE= BE,∴ BE+AE= AE+AE= AE,
∵点E是CM上的动点,∠AME=90°,∴AE的最小值即为AM的长度,
∵CD=4,∴AM= AB=2,∴( BE+AE)
最小值
= ×2=3,故答案为:3.
【7-2】.如图,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6,连接BD.
(1)求BD的长;
(2)点E为线段BD上一动点(不与点B,D重合),点F在边AD上,且BE= DF.①当CE⊥AB时,求四边形ABEF的面积;
②当四边形ABEF的面积取得最小值时,CE+ CF的值是否也最小?如果是,求CE+ CF的最小值;
如果不是,请说明理由.
解:(1)过点D作DH⊥AB交BA的延长线于H,如图:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=6,
∵∠BAD=120°,
∴∠DAH=60°,
在Rt△ADH中,
DH=AD•sin∠DAH=6× =3 ,
AH=AD•cos∠DAH=6× =3,
∴BD= = =6 ;
(2)①设CE⊥AB交AB于M点,过点F作FN⊥AB交BA的延长线于N,如图:菱形ABCD中,
∵AB=BC=CD=AD=6,AD∥BC,∠BAD=120°,
∴∠ABC+∠BAD=180°,
∴∠ABC=180°﹣∠BAD=60°,
在Rt△BCM中,BM=BC•cos∠ABC=6× =3,
∵BD是菱形ABCD的对角线,
∴∠DBA= ABC=30°,
在Rt△BEM中,
ME=BM•tan∠DBM=3× = ,
BE= = =2 ,
∵BE= DF,
∴DF=2,
∴AF=AD﹣DF=4,
在Rt△AFN中,
∠FAN=180°﹣∠BAD=60°,
∴FN=AF•sin∠FAN=4× =2 ,
AN=AF•cos∠FAN=4× =2,
∴MN=AB+AN﹣BM=6+2﹣3=5,
∴S四边形ABEF =S△BEM +S梯形EMNF ﹣S△AFN
= EM•BM+ (EM+FN)•MN﹣ AN•FN= 3+ ( +2 )×5﹣ 2×2
= + ﹣2
=7 ;
②当四边形ABEF的面积取最小值时,CE+ CF的值是最小,
理由:设DF=x,则BE= DF= x,过点C作CH⊥AB于点H,过点F作FG⊥CH于点G,
过点E作EY⊥CH于点Y,作EM⊥AB于M点,过点F作FN⊥AB交BA的延长线于N,如图:
∴EY∥FG∥AB,FN∥CH,
∴四边形EMHY、FNHG是矩形,
∴FN=GH,FG=NH,EY=MH,EM=YH,
由①可知:ME= BE= x,
BM= BE= x,
AN= AF= (AD﹣DF)=3﹣ x,
FN= AF= ,
CH= BC=3 ,BH= BC=3,
∴AM=AB﹣BM=6﹣ x,
AH=AB﹣BH=3,
YH=ME= x,
GH=FN= ,EY=MH=BM﹣BH= x﹣3,
∴CY=CH﹣YH=3 ﹣ x,
FG=NH=AN+AH=6﹣ ,CG=CH﹣GH=3 ﹣ = x,
∴MN=AB+AN﹣BM=6+3﹣ x﹣ x=9﹣2x,
∴S四边形ABEF =S△BEM +S梯形EMNF ﹣S△AFN
= EM•BM+ (EM+FN)•MN﹣ AN•FN
= x× x+ ( x+ )•(9﹣2x)﹣ (3﹣ x)•
= x2﹣ x+9
= (x﹣3)2+ ,
∵ >0,
∴当x=3时,四边形ABEF的面积取得最小值,
方法一:CE+ CF= + •
= +
= + ×
= + ×
= + ,
∵(x﹣3)2≥0,当且仅当x=3时,(x﹣3)2=0,
∴CE+ CF= + ≥12,
当且仅当x=3时,CE+ CF=12,即当x=3时,CE+ CF的最小值为12,
∴当四边形ABEF的面积取最小值时,CE+ CF的值也最小,最小值为12.方法二:
如图:将△BCD绕点B逆时针旋转60°至△BAG,连接CG,
在Rt△BCG中,CG=2BC=12,
∵ = = ,∠CDF=∠GBE=60°,
∴△BEG∽△DFC,
∴ == = ,即GE= CF,
∴CE+ CF=CE+GE≥CG=12,
即当且仅当点C、E、G三点共线时,CE+ CF的值最小,
此时点E为菱形对角线的交点,BD中点,BE=3 ,DF=3,
∴当四边形ABEF的面积取最小值时,CE+ CF的值也最小,最小值为12.
解法二:如图,在BD上截取DM,使得DM=2 ,在DA上取点F,连接DF,使得△DFM∽△BEC.
则有CE= FM,作点M关于AD阿德对称点M′,
∴CE+ CF= FM+ CF= (CF+FM)= (CF+FM′),
∴C,F,M′共线时,最小,
此时DF=3,可得CE+ CF的值也最小,最小值为12.实战演练
1.如图,在边长为 的等边△ABC中,动点D,E分别在BC,AC边上,且保持AE=CD,连接BE,
AD,相交于点P,则CP的最小值为 .
解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC,∠ABC=∠BAC=∠BCE=60°,
∵AE=CD
∴BD=CE,
∴△ABD≌△BCE(SAS),
∴∠BAD=∠CBE,
∵∠APE=∠BAD+∠ABE,
∴∠APE=∠CBE+∠ABE=∠ABC,
∴∠APE=60°,
∴点P的运动轨迹是以O为圆心,OA为半径的圆弧上运动,如图,
连接OC交 O于N,则OC⊥AB,
⊙
根据圆周角定理可得∠AOB=120°,∠OAF=30°,AF= AB= ,
∴OA= =2,∴OC=2OA=4,
当点P与N重合时,CP的值最小,最小值=OC﹣ON=4﹣2=2,故答案为:2.
2.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=4,动点D,E分别在AB,CB边上,且BE= AD.连
接CD,AE相交于点P,连接BP,则△CAD∽△ ,BP的最小值为 .
解:如图,过点E作EK⊥AB于K,取AE的中点J,连接CJ,JK,CK.
∵CA=CB,∠ACB=90°,
∴∠CAB=∠CBA=45°,
∵∠EKB=90°,
∴∠KEB=∠KBE=45°,
∴EK=EK,∴BE= BK,∵BE= AD,∴AD=BK,
在△CAD和△CBK中, ,
∴△CAD≌△CBK(SAS),∴∠ACD=∠BCK,
∵∠ACE=∠AKE=90°,AJ=JE,∴CJ=JA=JE=JK,
∴A,C,E,K四点共圆,∴∠EAK=∠ECK,∴∠DAP=∠ACD,
∵∠ADP=∠ADC,∴△CAD∽△APD,
∵∠CPE=∠ACP+∠CAP=∠EAB+∠CAE=45°,∴∠APC=135°,
在AC的右左侧作等腰直角三角形ACO,∠AOC=90°,OA=OC,连接OP,OB,过点O作OH⊥BC交
BC的延长线于H.则点P在以O为圆心,OA为半径的圆上运动,
由题意OA=OC= AC=2 ,OH=CH= OC=2,BH=CH+BC=6,
∴OB= = =2 ,
∵OP=OA=2 ,PB≥OB﹣OP,∴BP≥2 ﹣2 ,∴BP的最小值为2 ﹣2 .故答案为:APD,2 ﹣2 .
3.如图,AD为等腰△ABC的高,AB=AC=5,BC=3,E、F分别为线段AD、AC上的动点,且AE=CF,
则BF+CE的最小值为 .
解:作CG⊥BC于C,取CG=AC,
∵AD是高,∴∠ADC=∠GCD=90°,
∴AD∥CG,∴∠CAE=∠ACG,
∵AE=CF,AC=CG,∴△AEC≌△CFG(SAS),
∴CE=FG,∴BF+CE=BF+FG,
∴点B、F、G三点共线时,BF+FG的最小值为BG,
∵BC=3,CG=5,
由勾股定理得,BG= ,故答案为: .
4.如图,ABCD是 O内接矩形,半径r=2,AB=2,E,F分别是AC,CD上的动点,且AE=CF,则
BE+BF的最小值是⊙( )
A. B.2 C.3 D.4
解:作O关于CD的对称点H,连接OH,交CD于G,过H作直线BC的垂线,垂足为M,连接BH交
CD于F,连接OF,此时BF+OF为最小,
∴∠ABC=90°, ∴AC为 O的直径,
⊙∵半径r=2,AB=2,∴OC=AB=OA=OB=2, ∴△OAB是等边三角形,
∵ABCD是 O内接矩形,∴AB∥CD,∴∠OCD=∠BAO,
∵AB=2,A⊙C=4,
由勾股定理得:BC= =2 ,
∵AE=CF,∴△ABE≌△COF,∴BE=OF,∴BE+BF=OF+BF,
由对称性得:OF=FH,OG=GH,∴BE+BF=BF+FH=BH,
∵OC=OD,OH⊥CD,∴CG=DG= CD= AB=1,
∵∠CGH=∠GCM=∠M=90°,∴四边形GCMH是矩形,
∴CM=GH= BC= × = ,HM=CG=1,
在Rt△BHM中,由勾股定理得:BH= = =2 ,
即BF+BE的最小值为2 ;故选:B.
5.如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=3,E、F分别是边BC和对角线BD上的动点,且BE=DF,则
AE+AF的最小值为 .
解:如图,在BC的下方作∠CBT=30°,使得BT=AD,连接ET,AT,
∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,
∴∠ADC=∠ABC=60°,
∠ADF= ,
在△ADF与△TBE中,
,∴△ADF≌△TBE(SAS),∴AF=ET,
∵∠ABT=∠ABC+∠CBT=60°+30°=90°,AB=AD=BT=3,∴AT= ,∴AE+AF=AE+ET,
∵AE+ET≥AT,∴AE+AF≥3 ,∴AE+AF的最小值为3 ,故答案为:3
6.如图(1),在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,边AB上的点D从顶点A出发,向顶点B运动,同
时,边BC上的点E从顶点B出发,向顶点C运动,D,E两点运动速度的大小相等,设x=AD,y=
AE+CD,y关于x的函数图象如图(2),图象过点(0,2),则图象最低点的横坐标是 .
解:∵图象过点(0,2),
即当x=AD=BE=0时,点D与A重合,点E与B重合,
此时y=AE+CD=AB+AC=2,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴AB=AC=1,
过点A作AF⊥BC于点F,过点B作NB⊥BC,并使得BN=AC,如图所示:
∵AD=BE,∠NBE=∠CAD,
∴△NBE≌△CAD(SAS),
∴NE=CD,
又∵y=AE+CD,
∴y=AE+CD=AE+NE,
当A、E、N三点共线时,y取得最小值,如图所示,此时:
AD=BE=x,AC=BN=1,
∴AF=AC•sin45°= ,
\又∵∠BEN=∠FEA,∠NBE=∠AFE ∴△NBE∽△AFE∴ ,即 ,解得:x= ,
∴图象最低点的横坐标为: ﹣1.故答案为: .
7.如图,在△ABC中,AB=AC=10,BC=12,AD⊥BC于点D,点E、F分别是线段AB、AD上的动点,
且BE=AF,则BF+CE的最小值为 .
解:过点B作BG⊥BC,使BG=AB,连接GE,GC,
∵AD⊥BC∴BG∥AD,∴∠GBA=∠BAD,
∵AB=BG,AF=BE,∴△ABF≌△BGE(SAS),∴GE=BF,
∴BF+CE=GE+CF≥CG,∴当G、E、C三点共线时,BF+CE的值最小,
∵AB=AC=10,∴BG=10,∵BC=12,在Rt△BCG中,CG=2 ,故答案为:2 .
8.如图,等边△ABC内部有一点D,DB=3,DC=4,∠BDC=150°,在AB、AC上分别有一动点E、F,
且AE=AF,则DE+DF的最小值是( )
A.5 B.3 C.2 D.7
解:如图,过C作HC⊥CD于C,使CH=BD,连接DH,FH,
∴∠HCA+∠ACD=90°,
∵∠BDC=150°, ∴∠DBC+∠DCB=180°﹣150°=30°,
∴∠ABD+∠ACD=∠ABC+∠ACB﹣(∠DBC+∠DCB),
而△ABC为等边三角形,∴∠ABC+∠ACB=120°,AB=AC, ∴∠ABD+∠ACD=120°﹣30°=90°,
∴∠HCA=∠ABD,
∵AE=AF, ∴BE=CF,
在△BED和△FCH中,
, ∴△BED≌△CFH(SAS),
∴FH=DE, ∴DE+DF=FH+DF,
∴当DE+DF的最小时,FH+DF最小,
∴当D、F、H在同一条直线时,DE+DF最小,
在Rt△DCH中,CH=3,DC=4,
∴DH= =5, DE+DF的最小值是5. 故选:A.
9.如图,△ABC是等边三角形,AB=6,过点C的 O分别交AC、BC于点D、E,且CD=BE,则OC的
最小值为 . ⊙
解:连接OC,OE,OD,过点E作EH⊥AC于H.设CD=BE=x.
∵∠DOE=2∠ACB=120°,OD=OE=OC,
∴DE= OC,
∴当DE最小时,OC的值最小,
在Rt△CEH中,∠EHC=90°,EC=6﹣x,∠ECH=60°,
∴CH= EC=3﹣ x,EH=EC•sin60°=3 ﹣ x,
∴DH=CD﹣CH=x﹣(3﹣ x)= x﹣3,
∴DE= = = = ,∵3>0,∴x=3时,DE的值最小,最小值为3,
∴OC的最小值= DE= ,故答案为: .
10.如图,M为矩形ABCD中AD边中点,E、F分别为BC、CD上的动点,且BE=2DF,若AB=1,BC
=2,则ME+2AF的最小值为 .
解:如右上图,过点M作MH⊥BC于H.设DF=x,则BE=2x.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=∠B=∠D=90°,
∵MH⊥BC,
∴∠MHB=90°,
∴四边形ABHM是矩形,
∴AM=DM=BH=1,AB=MH=1,
∴EH=1﹣2x,
∴ME+2AF= +2 = + ,
欲求ME+2AF的最小值,相当于在x轴上找一点Q(2x,0),使得点Q到J(0,4),和K(1,1)的
距离之和最小(如下图),
作点J关于x轴的对称点J′,连接KJ′交x轴于Q,连接JQ,此时JQ+QK的值最小,最小值=KJ′,
∵J′(0,﹣4),K(1,1),
∴KJ′= = ,∴ME+2AF的最小值为 , 故答案为 .