专题5.5四边形中的最值问题专项训练(30道)
考卷信息:
本套训练卷共30题,选择15题,填空15题,题型针对性较高,覆盖面广,选题有深度,可强化学生对四边形中最值问题模型的记忆与理解!
1.(德阳期末)如图,将矩形ABCD放置在平面直角坐标系的第一象限内,使顶点A,B分别在x轴、y轴上滑动,矩形的形状保持不变,若AB=2,BC=1,则顶点C到坐标原点O的最大距离为( )
A.1 B.1 C.3 D.
【解题思路】取AD的中点E,连接OE,CE,OC,求得CE ,OE=1,再根据OC≤CE+OE=1 ,即可得到点C到原点O距离的最大值是1 .
【解答过程】解:如图,取AB的中点E,连接OE,CE,OC,
∵∠AOB=90°,
∴Rt△AOB中,OE AB=1,
又∵∠ABC=90°,AE=BE=CB=1,
∴Rt△CBE中,CE ,
又∵OC≤CE+OE=1 ,
∴OC的最大值为1 ,
即点C到原点O距离的最大值是1 ,
故选:A.
2.(西岗区期末)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=4,P为边BC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥AC于F,M为EF的中点,则AM的最小值是( )
A.2.4 B.2 C.1.5 D.1.2
【解题思路】AM EF AP,所以当AP最小时,AM最小,根据垂线段最短解答.
【解答过程】解:由题意知,四边形AFPE是矩形,
∵点M是矩形对角线EF的中点,则延长AM应过点P,
∴当AP为直角三角形ABC的斜边上的高时,即AP⊥BC时,AM有最小值,
此时AM AP,由勾股定理知BC 5,
∵S△ABC AB•AC BC•AP,
∴AP ,
∴AM AP 1.2,
故选:D.
3.(龙口市期末)如图,在边长为6的正方形ABCD中,点P为对角线AC上一动点,PE⊥AB于E,PF⊥BC于F,则EF的最小值为( )
A. B. C.4 D.3
【解题思路】连接BP,根据PE⊥AB,PF⊥BC得到四边形PEBF为矩形,得EF=BP,BP最短时即BP⊥AC,即可求解.
【解答过程】解:连接BP,如图,
,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°,AB=BC=6,
∵PE⊥AB,PF⊥BC,
∴四边形PEBF为矩形,
∴EF=BP,
当BP⊥AC,BP最短,
在Rt△BPC中,BP=PC,BC=6,
根据勾股定理可解得BP=3 ,
∴EF得最小值为3 .
故选:B.
4.(重庆期末)如图,以边长为4的正方形ABCD的中心O为端点,引两条互相垂直的射线,分别与正方形的边交于E、F两点,则线段EF的最小值是( )
A. B.2 C. D.4
【解题思路】根据正方形的性质得到∠EAO=∠FDO=45°,AO=DO,证得△AOE≌△DOF,根据全等三角形的性质得到OE=OF,求出OE的范围,借助勾股定理即可解决问题.
【解答过程】解:∵四边形ABCD为正方形,
∴∠EAO=∠FDO=45°,AO=DO;
∵∠EOF=90°,∠AOD=90°,
∴∠AOE=∠DOF;
在△AOE与△DOF中,
,
∴△AOE≌△DOF(ASA),
∴OE=OF(设为λ);
∴△EOF是等腰直角三角形,
由勾股定理得:
EF2=OE2+OF2=2λ2;
∴EF OE λ,
∵正方形ABCD的边长是4,
∴OA=2 ,O到AB的距离等于2(O到AB的垂线段的长度),
由题意可得:2≤λ≤2 ,
∴2 EF≤4.
所以线段EF的最小值为2 .
故选:C.
5.(马鞍山期末)如图,在菱形ABCD中,∠B=45°, ,E,F分别是边CD,BC上的动点,连接AE和EF,G,H分别为AE,EF的中点,连接GH,则GH的最小值为( )
A. B. C. D.1
【解题思路】连接AF,利用三角形中位线定理,可知GH AF,求出AF的最小值即可解决问题.
【解答过程】解:连接AF,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=2 ,
∵G,H分别为AE,EF的中点,
∴GH是△AEF的中位线,
∴GH AF,
当AF⊥BC时,AF最小,GH得到最小值,
则∠AFB=90°,
∵∠B=45°,
∴△ABF是等腰直角三角形,
∴AF AB 2 ,
∴GH ,
即GH的最小值为 ,
故选:B.
6.(潜山市期末)如图,点E是边长为8的正方形ABCD的对角线BD上的动点,以AE为边向左侧作正方形AEFG,点P为AD的中点,连接PG,在点E运动过程中,线段PG的最小值是( )
A.2 B. C.2 D.4
【解题思路】连接DG,可证△AGD≌△AEB,得到G点轨迹,利用点到直线的最短距离进行求解.
【解答过程】解:连接DG,如图,
,
∵四边形ABCD、四边形AEFG均为正方形,
∴∠DAB=∠GAE=90°,AB=AD,AG=AE,
∵∠GAD+∠DAE=∠DAE+∠AE,
∴∠GAD=∠BAE,
∵AB=AD,AG=AE,
∴△AEB≌△AGD(SAS),
∴∠PDG=∠ABE=45°,
∴G点轨迹为线段DH,
当PG⊥DH时,PG最短,
在Rt△PDG中,∠PDG=45°,P为AD中点,DP=4,
设PG=x,则DG=x,由勾股定理得,
x2+x2=42,
解得x ,
故选:C.
7.(蚌埠期末)如图,矩形ABCD中,AB:AD=2:1,点E为AB的中点,点F为EC上一个动点,点P为DF的中点,连接PB.若PB的最小值为5 ,则AD的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【解题思路】F点在运动时,P点轨迹为平行EC的线段,BP最短为点到直线的最短距离.
【解答过程】解:当F运动时,P点轨迹为GH,如图,
,
∵AB:AD=2:1,
∴AD=AE=EB=BC,
∴∠ADE=∠DEA=∠CEB=∠ECB=45°,
∴∠DEC=90°,
BP的最距离为BP⊥GH时,此时P点与H点重合,F点与C点重合.
∵H为CD中点,
∴CH=CB,∠GHB=90°,
在Rt△HCB中,BH=5 ,
∴CH=CB=5,
故选:A.
8.(南安市期末)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,点P在AD上,点Q在BC上,且AP=CQ,连接CP,QD,则PC+QD的最小值为( )
A.8 B.10 C.12 D.20
【解题思路】连接BP,则PC+QD的最小值转化为PC+PB的最小值,在BA的延长线上截取AE=AB=4,连接PE、CE,则PC+QD=PC+PB=PC+PE≥CE,再根据勾股定理求解即可.
【解答过程】解:如图,连接BP,
在矩形ABCD中,AD∥BC,AD=BC=6,
∵AP=CQ,
∴AD﹣AP=BC﹣CQ,
∴DP=QB,DP∥BQ,
∴四边形DPBQ是平行四边形,
∴PB∥DQ,PB=DQ,
则PC+QD=PC+PB,则PC+QD的最小值转化为PC+PB的最小值,
在BA的延长线上截取AE=AB=4,连接PE,
则BE=2AB=8,
∵PA⊥BE,
∴PA是BE的垂直平分线,
∴PB=PE,
∴PC+PB=PC+PE,
连接CE,则PC+QD=PC+PB=PC+PE≥CE,
∴CE 10,
∴PC+PB的最小值为10,
即PC+QD的最小值为10,
故选:B.
9.(连云港期末)如图,线段AB的长为8,点D在AB上,△ACD是边长为3的等边三角形,过点D作与CD垂直的射线DP,过DP上一动点G(不与D重合)作矩形CDGH,记矩形CDGH的对角线交点为O,连接OB,则线段BO的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.
【解题思路】连接AO,根据矩形对角线相等且互相平分得:OC=OD,再证明△ACO≌△ADO,则∠OAB=30°;点O一定在∠CAB的平分线上运动,根据垂线段最短得:当OB⊥AO时,OB的长最小,根据直角三角形30度角所对的直角边是斜边的一半得出结论.
【解答过程】解:连接AO,
∵四边形CDGH是矩形,
∴CG=DH,OC CG,OD DH,
∴OC=OD,
∵△ACD是等边三角形,
∴AC=AD,∠CAD=60°,
在△ACO和△ADO中,
,
∴△ACO≌△ADO(SSS),
∴∠OAB=∠CAO=30°,
∴点O一定在∠CAB的平分线上运动,
∴当OB⊥AO时,OB的长度最小,
∵∠OAB=30°,∠AOB=90°,
∴OB AB 8=4,
即OB的最小值为4.
故选:B.
10.(惠山区期中)如图,平面内三点A、B、C,AB=5,AC=4,以BC为对角线作正方形BDCE,连接AD,则AD的最大值是( )
A.5 B.9 C.9 D.
【解题思路】如图将△BDA绕点D顺时针旋转90°得到△CDM.由旋转不变性可知:AB=CM=5,DA=DM.∠ADM=90°,得出△ADM是等腰直角三角形,推出AD AM,当AM的值最大时,AD的值最大,根据三角形的三边关系求出AM的最大值即可解决问题.
【解答过程】解:如图,
将△BDA绕点D顺时针旋转90°得到△CDM,
由旋转不变性可知:AB=CM=5,DA=DM,∠ADM=90°,
∴△ADM是等腰直角三角形,
∴AD AM,
∴当AM的值最大时,AD的值最大,
∵AM≤AC+CM,
∴AM≤9,
∴AM的最大值为9,
∴AD的最大值为 .
故选:D.
11.(邗江区期末)如图,以边长为4的正方形ABCD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E、F两点,则线段EF的最小值为( )
A.2 B.4 C. D.2
【解题思路】如图,作辅助线;证明△AOE≌△DOF,进而得到OE=OF,此为解决该题的关键性结论;求出OE的范围,借助勾股定理即可解决问题.
【解答过程】解:如图,连接EF,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠EAO=∠FDO=45°,AO=DO;
∵∠EOF=90°,∠AOD=90°,
∴∠AOE=∠DOF;
在△AOE与△DOF中,
,
∴△AOE≌△DOF(ASA),
∴OE=OF(设为λ);
∴△EOF是等腰直角三角形,
由勾股定理得:
EF2=OE2+OF2=2λ2;
∴EF OE λ,
∵正方形ABCD的边长是4,
∴OA=2 ,O到AB的距离等于2(O到AB的垂线段的长度),
由题意可得:2≤λ≤2 ,
∴2 EF≤4.
所以线段EF的最小值为2 .
故选:D.
12.(宁蒗县模拟)如图,菱形ABCD的的边长为6,∠ABC=60°,对角线BD上有两个动点E、F(点E在点F的左侧),若EF=2,则AE+CF的最小值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【解题思路】作AM⊥AC,连接CM交BD于F,根据菱形的性质和等边三角形的判定和性质以及勾股定理解答即可.
【解答过程】解:如图,连接AC,作AM⊥AC,使得AM=EF=2,连接CM交BD于F,
∵AC,BD是菱形ABCD的对角线,
∴BD⊥AC,
∵AM⊥AC,
∴AM∥BD,
∴AM∥EF,
∵AM=EF,AM∥EF,
∴四边形AEFM是平行四边形,
∴AE=FM,
∴AE+CF=FM+FC=CM,
根据两点之间线段最短可知,此时AE+FC最短,
∵四边形ABCD是菱形,AB=6,∠ABC=60°
∴BC=AB,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=6,
在Rt△CAM中,CM
∴AE+CF的最小值为2 .
故选:A.
13.(宜兴市期中)如图,在边长为4的正方形ABCD中,点E、F分别是边BC、CD上的动点,且BE=CF,连接BF、DE,则BF+DE的最小值为( )
A. B. C. D.
【解题思路】连接AE,利用△ABE≌△BCF转化线段BF得到BF+DE=AE+DE,则通过作A点关于BC对称点H,连接DH交BC于E点,利用勾股定理求出DH长即可.
【解答过程】解:连接AE,如图1,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABE=∠BCF=90°.
又BE=CF,
∴△ABE≌△BCF(SAS).
∴AE=BF.
所以BF+DE最小值等于AE+DE最小值.
作点A关于BC的对称点H点,如图2,
连接BH,则A、B、H三点共线,
连接DH,DH与BC的交点即为所求的E点.
根据对称性可知AE=HE,
所以AE+DE=DH.
在Rt△ADH中,DH ,
∴BF+DE最小值为 .
故选:D.
14.(重庆期末)如图,矩形ABCD中,AB=2 ,BC=6,P为矩形内一点,连接PA,PB,PC,则PA+PB+PC的最小值是( )
A.4 3 B.2 C.2 6 D.4
【解题思路】将△BPC绕点C逆时针旋转60°,得到△EFC,连接PF、AE、AC,则AE的长即为所求.
【解答过程】解:将△BPC绕点C逆时针旋转60°,得到△EFC,连接PF、AE、AC,则AE的长即为所求.
由旋转的性质可知:△PFC是等边三角形,
∴PC=PF,
∵PB=EF,
∴PA+PB+PC=PA+PF+EF,
∴当A、P、F、E共线时,PA+PB+PC的值最小,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,
∴tan∠ACB ,
∴∠ACB=30°,AC=2AB=4 ,
∵∠BCE=60°,
∴∠ACE=90°,
∴AE 2 ,
故选:B.
15.(江阴市模拟)如图,在边长为6的正方形ABCD中,点E、F、G分别在边AB、AD、CD上,EG与BF交于点I,AE=2,BF=EG,DG>AE,则DI的最小值等于( )
A. 3 B.2 2 C.2 D.2 3
【解题思路】过点E作EM⊥CD于点M,取BE的中点O,连接OI、OD,根据HL证明Rt△BAF≌Rt△EMG,可得∠ABF=∠MEG,所以再证明∠EPF=90°,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得OI BE,由OD﹣OI≤DI,当O、D、I共线时,DI有最小值,即可求DI的最小值.
【解答过程】解:如图,过点E作EM⊥CD于点M,取BE的中点O,连接OI、OD,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠A=∠D=∠DME=90°,AB∥CD,
∴四边形ADME是矩形,
∴EM=AD=AB,
∵BF=EG,
∴Rt△BAF≌Rt△EMG(HL),
∴∠ABF=∠MEG,∠AFB=∠EGM,
∵AB∥CD
∴∠MGE=∠BEG=∠AFB
∵∠ABF+∠AFB=90°
∴∠ABF+∠BEG=90°
∴∠EIF=90°,
∴BF⊥EG;
∵△EIB是直角三角形,
∴OI BE,
∵AB=6,AE=2,
∴BE=6﹣2=4,OB=OE=2,
∵OD﹣OI≤DI,
∴当O、D、I共线时,DI有最小值,
∵IO BE=2,
∴OD 2 ,
∴ID=2 2,即DI的最小值为2 2,
故选:B.
16.如图,菱形ABCD的两条对角线长分别为AC=6,BD=8,点P是BC边上的一动点,则AP的最小值为 4.8 .
【解题思路】由垂线段最短,可得AP⊥BC时,AP有最小值,由菱形的性质和勾股定理可求BC的长,由菱形的面积公式可求解.
【解答过程】解:设AC与BD的交点为O,
∵点P是BC边上的一动点,
∴AP⊥BC时,AP有最小值,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AO=CO AC=3,BO=DO BD=4,
∴BC 5,
∵S菱形ABCD AC×BD=BC×AP,
∴AP 4.8,
故答案为:4.8.
17.(椒江区期末)如图,矩形ABCD中,AB=8,AD=6,连接BD,E为BD上一动点,P为CE中点,连接PA,则PA的最小值是 2 .
【解题思路】P点运动轨迹为△CDB的中位线,即求A点到这条中位线的最短距离.
【解答过程】解:当点E运动时,P点轨迹为△CBD中位线GH,如图,
,
∵点A到直线GH的最短距离为AF,但是E点在运动中,P点轨迹为GH,
∴点A到线段GH的最短距离为AG,
∵G为CD中点,
∴DG=4,
在Rt△ADG中,AD=6,DG=4,
∴AG 2 .
故答案为2 .
18.(宁德期末)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,点E是CD上一个动点,点F,G分别是AB,AE的中点,则线段FG的最小值是 .
【解题思路】连接BE,可得FG是△ABE的中位线,要使线段FG最小,需BE最小,当点E与点C重合时,BE最小为3,进而可得线段FG的最小值.
【解答过程】解:如图,连接BE,
∵点F,G分别是AB,AE的中点,
∴FG是△ABE的中位线,
∴FG BE,
要使线段FG最小,
需BE最小,
当点E与点C重合时,BE最小为3,
则线段FG的最小值是 .
故答案为: .
19.(东海县期末)如图,在菱形ABCD中,AC=24,BD=10,对角线交于点O,点E在AD上,且DE AD,点F是OB的中点,点G为对角线AC上的一动点,则GE﹣GF的最大值为 .
【解题思路】由菱形的性质可得AO=CO=12,BO=DO=5,AC⊥BD,在Rt△AOD中,由勾股定理可求AD的长,作点F关于AC的对称点F',连接GF',取AD中点H,连接OH,可得GF=GF',OF=OF',则GE﹣GF=GE﹣GF'≤EF',即当点G在EF'的延长线时,GE﹣GF有最大值为EF'的长,由直角三角形的性质和三角形中位线定理可求解.
【解答过程】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AO=CO=12,BO=DO=5,AC⊥BD,
∴AD 13,
如图,作点F关于AC的对称点F',连接GF',取AD中点H,连接OH,
∵AC⊥BD,点H是AD中点,
∴OH=HD AD ,
∵点F与点F'关于AC对称,
∴GF=GF',OF=OF',
∴GE﹣GF=GE﹣GF'≤EF',
∴当点G在EF'的延长线时,GE﹣GF有最大值为EF'的长,
∵DE AD,HD AD,
∴DE=EH,
∵点F是OB的中点,
∴OF OB=OF' DO,
∴EF' OH ,
故答案为: .
20.(淄博)两张宽为3cm的纸条交叉重叠成四边形ABCD,如图所示.若∠α=30°,则对角线BD上的动点P到A,B,C三点距离之和的最小值是 6 cm .
【解题思路】作DE⊥BC于E,解直角三角形求得AB=BC=6cm,把△ABP绕点B逆时针旋转60°得到△A'BP′,由旋转的性质,A′B=AB=6cm,BP′=BP,A'P′=AP,∠P′BP=60°,A'BA=60°,所以△P′BP是等边三角形,根据两点间线段距离最短,可知当PA+PB+PC=A'C时最短,连接A'C,利用勾股定理求出A'C的长度,即求得点P到A,B,C三点距离之和的最小值.
【解答过程】解:如图,作DE⊥BC于E,把△ABP绕点B逆时针旋转60°得到△A'BP′,
∵∠α=30°,DE=3cm,
∴CD=2DE=6cm,
同理:BC=AD=6cm,
由旋转的性质,A′B=AB=CD=6m,BP′=BP,A'P′=AP,∠P′BP=60°,∠A'BA=60°,
∴△P′BP是等边三角形,
∴BP=PP',
∴PA+PB+PC=A'P′+PP'+PC,
根据两点间线段距离最短,可知当PA+PB+PC=A'C时最短,连接A'C,与BD的交点即为P点,即点P到A,B,C三点距离之和的最小值是A′C.
∵∠ABC=∠DCE=∠α=30°,∠A′BA=60°,
∴∠A′BC=90°,
∴A′C 6 (cm),
因此点P到A,B,C三点距离之和的最小值是6 cm,
故答案为6 cm.
21.(龙岩期末)如图,正三角形ABC与正方形CDEF的顶点B,C,D三点共线,动点P沿着CA由C向A运动.连接EP,若AC=10,CF=8.则EP的最小值是 4 4 .
【解题思路】过点E作EP⊥AC,交FC于点G,当EP⊥AC时,EP取得最小值,然后根据含30度角的直角三角形列式计算即可求出EP的最小值.
【解答过程】解:如图,过点E作EP⊥AC,交FC于点G,
当EP⊥AC时,EP取得最小值,
∵正三角形ABC与正方形CDEF的顶点B,C,D三点共线,
∴∠ACB=60°,∠FCD=90°,
∴∠ACF=30°,
∴∠CGP=∠EGF=60°,
∵∠F=90°,
∴∠FEG=30°,
设PG=x,则CG=2x,
∴FG=CF﹣CG=8﹣2x,
∴EG=2FG=2(8﹣2x),
∵FG EF,
∴8﹣2x=8 ,
∴x=4 ,
∴EP=EG+PG=2(8﹣2x)+x=16﹣3x=4 4.
故答案为:4 4.
22.(茅箭区校级期末)如图,已知线段AB=12,点C在线段AB上,且△ACD是边长为4的等边三角形,以CD为边在CD的右侧作矩形CDEF,连接DF,点M是DF的中点,连接MB,则线段MB的最小值为 6 .
【解题思路】连接AM、CM、EM,根据四边形CDEF是矩形,和△ACD是等边三角形,证明△ADM≌△ACM,从而求出∠CAM=30°,当BM⊥AM时,MB有最小值,然后用含有30°角的直角三角形的性质求出MB.
【解答过程】解:连接AM、CM、EM,如图:
∵矩形CDEF,M是DF的中点,
∴C、M、E共线,
∴DM DF CE=CM,
∵△ACD是等边三角形,
∴∠DAC=60°,AD=AC,
在△ADM和△ACM中,
,
∴△ADM≌△ACM(SSS),
∴∠DAM=∠CAM,
∵∠DAC=60°,
∴∠CAM=30°,
∴当BM⊥AM时,MB有最小值,
此时,BM AB 12=6,
故答案为:6.
23.(北仑区二模)如图,△ABC的边AB=3,AB边上的中线CM=1,分别以AC,BC为边向外作正方形ACGH与正方形BCDE,连接GD,取GD中点N.则点N到线段AB的距离最大值为 .
【解题思路】当GD∥AB时,N点到AB的距离最大,则AC=BC,∴N、C、M三点共线且MN⊥AB,通过证明△AMC≌△GOC,可以求出AM,然后再证明出OCNG是矩形,从而求出MN.
【解答过程】解:∵点N到AB的距离介于G、D到AB的距离之间,
∴当GD∥AB时,N点到AB的距离最大,
则AC=BC,
∴N、C、M三点共线且MN⊥AB,
过点C作CP∥AB,作GO⊥CP,O为垂足,
∵PC∥AB,
∴∠PCA=∠CAM,∠PCA+∠OCG=90°,∠OGC+∠OCG=90°,
∴∠OGC=∠PCA=∠CAM,
在△AMC和△GOC中,
,
∴△AMC≌△GOC(AAS),
∴GO=AM AB ,
∵GO⊥PC,MN⊥AB,PC∥AB,
∴PC⊥MN,MN⊥GD,
∴四边形GDCN是矩形,
∴GO=NC,
MN=CM+CN,
∵CM=1,GO=NC ,
∴MN=1 .
故答案为: .
24.(眉山)如图,在菱形ABCD中,AB=AC=10,对角线AC、BD相交于点O,点M在线段AC上,且AM=3,点P为线段BD上的一个动点,则MP PB的最小值是 .
【解题思路】过点P作PE⊥BC于E,由菱形的性质可得AB=BC=AC=10,∠ABD=∠CBD,可证△ABC是等边三角形,可求∠CBD=30°,由直角三角形的性质可得PE PB,则MP PB=PM+PE,即当点M,点P,点E共线且ME⊥BC时,PM+PE有最小值为ME,由锐角三角函数可求解.
【解答过程】解:如图,过点P作PE⊥BC于E,
∵四边形ABCD是菱形,AB=AC=10,
∴AB=BC=AC=10,∠ABD=∠CBD,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°,
∴∠CBD=30°,
∵PE⊥BC,
∴PE PB,
∴MP PB=PM+PE,
∴当点M,点P,点E共线且ME⊥BC时,PM+PE有最小值为ME,
∵AM=3,
∴MC=7,
∵sin∠ACB ,
∴ME ,
∴MP PB的最小值为 ,
故答案为 .
25.(海安市二模)如图,矩形ABCD中,AB=2,BC=4,E在边BC上运动,M、N在对角线BD上运动,且MN ,连接CM、EN,则CM+EN的最小值为 .
【解题思路】先作C点关于BD的对称点F,然后再把F左移2个单位,下移1个单位,得到Q,再过Q作QE⊥BC于E,交BD于N,连接BF,过F作FP⊥BC于P,以B为原点建立平面直角坐标系,求出F的坐标,再求出Q的坐标,即可得出答案.
【解答过程】解:先作C点关于BD的对称点F,然后再把F左移2个单位,下移1个单位,得到Q,再过Q作QE⊥BC于E,交BD于N,连接BF,过F作FP⊥BC于P,以B为原点建立平面直角坐标系,如图所示,
∵AB=2=CD,BC=4,
∴C(4,0),BF=BC=4,
由勾股定理得:BD 2 ,
由三角形面积公式得: CR×BD BC×CD,
即CR ,
即CF=2CR ,
由勾股定理得:BF2﹣BP2=CF2﹣CP2,
∴42﹣BP2=( )2﹣(4﹣BP)2,
解得:BP ,
∴FP ,
∴F的坐标是( , ),
∴Q的坐标是( , ),
即CM+EN的最小值为 ,
故答案为: .
26.(浙江自主招生)如图,正方形ABCD的边长为1,点P为边BC上任意一点(可与B点或C点重合),分别过B、C、D作射线AP的垂线,垂足分别是B′、C′、D′,则BB′+CC′+DD′的最大值为 2 ,最小值为 .
【解题思路】连接AC、DP,根据三角形的面积公式得出S△DPC=S△APC AP×CC′,根据S正方形ABCD=S△ABP+S△ADP+S△DPC,推出BB′+DD′+CC′ ,根据已知得出1≤AP ,
代入求出即可.
【解答过程】解:
连接AC、DP,
S正方形ABCD=1×1=1,
由勾股定理得:AC ,
∵AB=1,
∴1≤AP ,
∵△DPC和△APC的边CP上的高DC=AB,
∴S△DPC=S△APC AP×CC′,
1=S正方形ABCD=S△ABP+S△ADP+S△DPC AP(BB′+DD′+CC′),
BB′+DD′+CC′ ,
∵1≤AP ,
BB′+CC′+DD′≤2,
故答案为:2, .
27.(乾县一模)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,点E为边AB的中点,点P在对角线BD上且PE+PA=6,则AB长的最大值为 .
【解题思路】连接PC,CE,AC;由已知条件可以得出PE+PC=PE+PA=6≥CE(当P是AE与DB的交点时取等号),再利用等边三角形的性质得出CE AB,进而求出AB长的最大值.
【解答过程】解:连接PC,CE,AC,如图所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,AP=PC,
∴PE+PC=PE+PA=6≥CE,
∵∠DAB=120°,
∴∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵点E为线段AB的中点,
∴AE=BE,
∴∠AEC=90°,∠BCE=30°,
∴CE BC AB≤6,
所以AB ,
即AB长的最大值是 ,
故答案为: .
28.(寿光市二模)如图所示,四边形ABCD中,AC⊥BD于点O,AO=CO=4,BO=DO=3,点P为线段AC上的一个动点.过点P分别作PM⊥AD于点M,作PN⊥DC于点N.连接PB,在点P运动过程中,PM+PN+PB的最小值等于 7.8 .
【解题思路】证四边形ABCD是菱形,得CD=AD=5,连接PD,由三角形面积关系求出PM+PN=4.8,得当PB最短时,PM+PN+PB有最小值,则当BP⊥AC时,PB最短,即可得出答案.
【解答过程】解:∵AO=CO=4,BO=DO=3,
∴AC=8,四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD于点O,
∴平行四边形ABCD是菱形,AD 5,
∴CD=AD=5,
连接PD,如图所示:
∵S△ADP+S△CDP=S△ADC,
∴ AD•PM DC•PN AC•OD,
即 5×PM 5×PN 8×3,
∴5×(PM+PN)=8×3,
∴PM+PN=4.8,
∴当PB最短时,PM+PN+PB有最小值,
由垂线段最短可知:当BP⊥AC时,PB最短,
∴当点P与点O重合时,PM+PN+PB有最小值,最小值=4.8+3=7.8,
故答案为:7.8.
29.(河西区二模)已知正方形ABCD的边长为2,EF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 2 .
【解题思路】连接DE,作点A关于BC的对称点A′,连接BA′、EA′,易得AE+AF=AE+DE=A'E+DE,当D、E、A′在同一直线时,AE+AF最小,利用勾股定理求解即可.
【解答过程】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,
在△DCE与△ADF中,
,
∴△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=4,
此时,在Rt△ADA′中,DA′ 2 ,
故AE+AF的最小值为2 .
故答案为:2 .
30.(鹿城区校级期中)学习新知:如图1、图2,P是矩形ABCD所在平面内任意一点,则有以下重要结论:AP2+CP2=BP2+DP2.该结论的证明不难,同学们通过勾股定理即可证明.
应用新知:如图3,在△ABC中,CA=4,CB=6,D是△ABC内一点,且CD=2,∠ADB=90°,则AB的最小值为 4 2 .
【解题思路】以AD、BD为边作矩形ADBE,连接CE、DE,由矩形的性质得出AB=DE,由题意得CD2+CE2=CA2+CB2,求出CE=4 ,当C、D、E三点共线时,DE最小,得出AB的最小值=DE的最小值=CE﹣CD=4 2.
【解答过程】解:以AD、BD为边作矩形ADBE,连接CE、DE,如图所示:
则AB=DE,
由题意得:CD2+CE2=CA2+CB2,
即22+CE2=42+62,
解得:CE=4 ,
当C、D、E三点共线时,DE最小,
∴AB的最小值=DE的最小值=CE﹣CD=4 2;
故答案为:4 2.