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1、专题52 中考数学最值问题在中学数学题中,最值题是常见题型,围绕最大(小)值所出的数学题是各种各样,就其解法,主要分为几何最值和代数最值两大部分。一、解决几何最值问题的要领(1)两点之间线段最短;(2)直线外一点与直线上所有点的连线段中,垂线段最短;(3)三角形两边之和大于第三边或三角形两边之差小于第三边(重合时取到最值)。二、解决代数最值问题的方法要领1.二次函数的最值公式二次函数(a、b、c为常数且)其性质中有若当时,y有最小值。;若当时,y有最大值。2.一次函数的增减性.一次函数的自变量x的取值范围是全体实数,图象是一条直线,因而没有最大(小)值;但当时,则一次函数的图象是一条线段,根据
2、一次函数的增减性,就有最大(小)值。3. 判别式法.根据题意构造一个关于未知数x的一元二次方程;再根据x是实数,推得,进而求出y的取值范围,并由此得出y的最值。4.构造函数法.“最值”问题中一般都存在某些变量变化的过程,因此它们的解往往离不开函数。5. 利用非负数的性质.在实数范围内,显然有,当且仅当时,等号成立,即的最小值为k。6. 零点区间讨论法.用“零点区间讨论法”消去函数y中绝对值符号,然后求出y在各个区间上的最大值,再加以比较,从中确定出整个定义域上的最大值。7. 利用不等式与判别式求解.在不等式中,是最大值,在不等式中,是最小值。8. “夹逼法”求最值.在解某些数学问题时,通过转化
3、、变形和估计,将有关的量限制在某一数值范围内,再通过解不等式获取问题的答案,这一方法称为“夹逼法”。【例题1】(2020黑龙江)如图,在边长为1的菱形ABCD中,ABC60°,将ABD沿射线BD方向平移,得到EFG,连接EC、GC求EC+GC的最小值为 【答案】3【解析】根据菱形的性质得到AB1,ABD30°,根据平移的性质得到EGAB1,EGAB,推出四边形EGCD是平行四边形,得到EDGC,于是得到EC+GC的最小值EC+GD的最小值,根据平移的性质得到点E在过点A且平行于BD的定直线上,作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于AE,解直角三角形即可得到结论在边长
4、为1的菱形ABCD中,ABC60°,ABCD1,ABD30°,将ABD沿射线BD的方向平移得到EGF,EGAB1,EGAB,四边形ABCD是菱形,ABCD,ABCD,BAD120°,EGCD,EGCD,四边形EGCD是平行四边形,EDGC,EC+GC的最小值EC+ED的最小值,点E在过点A且平行于BD的定直线上,作点D关于定直线的对称点M,连接CM交定直线于E,则CM的长度即为EC+DE的最小值,EADADB30°,AD1,ADM60°,DHMH=12AD=12,DM1,DMCD,CDMMDG+CDB90°+30°120
5、176;,MDCM30°,CM2×32CD=3【对点练习】(2020内江)如图,在矩形ABCD中,BC10,ABD30°,若点M、N分别是线段DB、AB上的两个动点,则AM+MN的最小值为 【答案】15【解析】作点A关于BD的对称点A,连接MA,BA,过点AHAB于H首先证明ABA是等边三角形,求出AH,根据垂线段最短解决问题即可解:作点A关于BD的对称点A,连接MA,BA,过点AHAB于HBABA,ABDDBA30°,ABA60°,ABA是等边三角形,四边形ABCD是矩形,ADBC10,在RtABD中,AB=ADtan30°=103
6、,AHAB,AHHB53,AH=3AH15,AM+MNAM+MNAH,AM+MN15,AM+MN的最小值为15【例题2】(2020襄阳)受新冠肺炎疫情影响,一水果种植专业户有大量成熟水果无法出售“一方有难,八方支援”某水果经销商主动从该种植专业户购进甲,乙两种水果进行销售专业户为了感谢经销商的援助,对甲种水果的出售价格根据购买量给予优惠,对乙种水果按25元/千克的价格出售设经销商购进甲种水果x千克,付款y元,y与x之间的函数关系如图所示(1)直接写出当0x50和x50时,y与x之间的函数关系式;(2)若经销商计划一次性购进甲,乙两种水果共100千克,且甲种水果不少于40千克,但又不超过60千克
7、如何分配甲,乙两种水果的购进量,才能使经销商付款总金额w(元)最少?(3)若甲,乙两种水果的销售价格分别为40元/千克和36元/千克经销商按(2)中甲,乙两种水果购进量的分配比例购进两种水果共a千克,且销售完a千克水果获得的利润不少于1650元,求a的最小值【分析】(1)由图可知y与x的函数关系式是分段函数,待定系数法求解析式即可(2)设购进甲种水果为a千克,则购进乙种水果(100a)千克,根据实际意义可以确定a的范围,结合付款总金额(元)与种水果的购进量之间的函数关系可以分类讨论最少费用为多少(3)根据(2)的结论列不等式解答即可【解析】(1)当0x50是,设ykx,根据题意得50k1500
8、,解得k30;y30x;当x50时,设yk1x+b,根据题意得,50k+b=150070k+b=1980,解得k=24b=300,y24x+3000y=30x(0x50)24x+300(x50),(2)设购进甲种水果为a千克,则购进乙种水果(100a)千克,40a60,当40a50时,w130a+25(100a)5a+2500当a40 时wmin2700 元,当50a60时,w224a+25(100a)a+2500当a60时,wmin2440 元,24402700,当a60时,总费用最少,最少总费用为2440 元此时乙种水果1006040(千克)答:购进甲种水果为60千克,购进乙种水果40千克
9、,才能使经销商付款总金额w(元)最少(3)由题意得:(4024)×35a+(3625)×25a1650,解得a11767,a为正整数,a118,a的最小值为118【对点练习】(2020海南模拟)某水果店在两周内,将标价为10元/斤的某种水果,经过两次降价后的价格为8.1元/斤,并且两次降价的百分率相同(1)求该种水果每次降价的百分率;(2)从第一次降价的第1天算起,第x天(x为正数)的售价、销量及储存和损耗费用的相关信息如表所示.已知该种水果的进价为4.1元/斤,设销售该水果第x(天)的利润为y(元),求y与x(1x15)之间的函数关系式,并求出第几天时销售利润最大?时间(
10、天)1x99x15x15售价(元/斤)第1次降价后的价格第2次降价后的价格销量(斤)803x120x储存和损耗费用(元)403x3x264x400(3)在(2)的条件下,若要使第15天的利润比(2)中最大利润最多少127.5元,则第15天在第14天的价格基础上最多可降多少元?【答案】看解析。【解析】(1)设该种水果每次降价的百分率为x,则第一次降价后的价格为10(1x),第二次降价后的价格为10(1x)2,进而可得方程;(2)分两种情况考虑,先利用“利润(售价进价)×销量储存和损耗费用”,再分别求利润的最大值,比较大小确定结论;(3)设第15天在第14天的价格基础上降a元,利用不等关
11、系“(2)中最大利润(8.1a4.1)×销量储存和损耗费用127.5”求解解答:(1)设该种水果每次降价的百分率为x,依题意得:10(1x)28.1解方程得:x10.110%,x21.9(不合题意,舍去)答:该种水果每次降价的百分率为10%(2) 第一次降价后的销售价格为:10×(110%)9(元/斤),当1x9时,y(94.1)(803x)(403x)17.7x352;当9x15时,y(8.14.1)(120x)(3x264x400)3x260x80,综上,y与x的函数关系式为:y当1x9时,y17.7x352,当x1时,y最大334.3(元);当9x15时,y3x260
12、x803(x10)2380,当x10时,y最大380(元);334.3380,在第10天时销售利润最大(3)设第15天在第14天的价格上最多可降a元,依题意得:380(8.1a4.1)(12015)(3×15264×15400)127.5,解得:a0.5,则第15天在第14天的价格上最多可降0.5元所以当时,最大利润为1950元。【例题3】(2020乐山)如图,在平面直角坐标系中,直线yx与双曲线y=kx交于A、B两点,P是以点C(2,2)为圆心,半径长1的圆上一动点,连结AP,Q为AP的中点若线段OQ长度的最大值为2,则k的值为()A-12B-32C2D-14【答案】A【
13、分析】确定OQ是ABP的中位线,OQ的最大值为2,故BP的最大值为4,则BCBPPC413,则(m2)2+(m2)232,即可求解【解析】点O是AB的中点,则OQ是ABP的中位线,当B、C、P三点共线时,PB最大,则OQ=12BP最大,而OQ的最大值为2,故BP的最大值为4,则BCBPPC413,设点B(m,m),则(m2)2+(m2)232,解得:m2=12,km(m)=-12【对点练习】(2019云南)如图,MN是O的直径,MN=4,AMN=40°,点B为弧AN的中点,点P是直径MN上的一个动点,则PA+PB的最小值为 【答案】2【解析】过A作关于直线MN的对称点A,连接AB,由
14、轴对称的性质可知AB即为PA+PB的最小值,由对称的性质可知=,再由圆周角定理可求出AON的度数,再由勾股定理即可求解过A作关于直线MN的对称点A,连接AB,由轴对称的性质可知AB即为PA+PB的最小值,连接OB,OA,AA,AA关于直线MN对称,=,AMN=40°,AON=80°,BON=40°,AOB=120°,过O作OQAB于Q,在RtAOQ中,OA=2,AB=2AQ=2,即PA+PB的最小值2【例题4】(2020衡阳)在平面直角坐标系xOy中,关于x的二次函数yx2+px+q的图象过点(1,0),(2,0)(1)求这个二次函数的表达式;(2)求当
15、2x1时,y的最大值与最小值的差;(3)一次函数y(2m)x+2m的图象与二次函数yx2+px+q的图象交点的横坐标分别是a和b,且a3b,求m的取值范围【答案】见解析。【分析】(1)由二次函数的图象经过(1,0)和(2,0)两点,组成方程组再解即可求得二次函数的表达式;(2)求得抛物线的对称轴,根据图象即可得出当x2,函数有最大值4;当x=12是函数有最小值-94,进而求得它们的差;(3)由题意得x2x2(2m)x+2m,整理得x2+(m3)x+m40,因为a2b,ab,(m3)24×(m4)(m5)20,把x3代入(2m)x+2mx2x2,解得m-12【解析】(1)由二次函数yx
16、2+px+q的图象经过(1,0)和(2,0)两点,1-p+q=04+2p+q=0,解得p=-1q=-2,此二次函数的表达式yx2x2;(2)抛物线开口向上,对称轴为直线x=-1+22=12,在2x1范围内,当x2,函数有最大值为:y4+224;当x=12是函数有最小值:y=14-12-2=-94,的最大值与最小值的差为:4(-94)=254;(3)y(2m)x+2m与二次函数yx2x2图象交点的横坐标为a和b,x2x2(2m)x+2m,整理得x2+(m3)x+m40a3bab(m3)24×(m4)(m5)20m5a3b当x3时,(2m)x+2mx2x2,把x3代入(2m)x+2mx2
17、x2,解得m-12m的取值范围为m-12【对点练习】(2019海南)如图,已知抛物线yax2+bx+5经过A(5,0),B(4,3)两点,与x轴的另一个交点为C,顶点为D,连结CD(1)求该抛物线的表达式;(2)点P为该抛物线上一动点(与点B、C不重合),设点P的横坐标为t当点P在直线BC的下方运动时,求PBC的面积的最大值;该抛物线上是否存在点P,使得PBCBCD?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由【答案】见解析。【解析】(1)将点A、B坐标代入二次函数表达式,即可求解;(2)SPBCPG(xCxB),即可求解;分点P在直线BC下方、上方两种情况,分别求解即可解:(1)将点A、
18、B坐标代入二次函数表达式得:,解得:,故抛物线的表达式为:yx2+6x+5,令y0,则x1或5,即点C(1,0);(2)如图1,过点P作y轴的平行线交BC于点G,将点B、C的坐标代入一次函数表达式并解得:直线BC的表达式为:yx+1,设点G(t,t+1),则点P(t,t2+6t+5),SPBCPG(xCxB)(t+1t26t5)t2t6,0,SPBC有最大值,当t时,其最大值为;设直线BP与CD交于点H,当点P在直线BC下方时,PBCBCD,点H在BC的中垂线上,线段BC的中点坐标为(,),过该点与BC垂直的直线的k值为1,设BC中垂线的表达式为:yx+m,将点(,)代入上式并解得:直线BC中
19、垂线的表达式为:yx4,同理直线CD的表达式为:y2x+2,联立并解得:x2,即点H(2,2),同理可得直线BH的表达式为:yx1,联立并解得:x或4(舍去4),故点P(,);当点P(P)在直线BC上方时,PBCBCD,BPCD,则直线BP的表达式为:y2x+s,将点B坐标代入上式并解得:s5,即直线BP的表达式为:y2x+5,联立并解得:x0或4(舍去4),故点P(0,5);故点P的坐标为P(,)或(0,5)【点拨】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、等腰三角形性质、图形的面积计算等,其中(2),要主要分类求解,避免遗漏【例题5】(2020无锡模拟)如图,线段AB的长为4,C为AB
20、上一动点,分别以AC、BC为斜边在AB的同侧作等腰直角ACD和等腰直角BCE,那么DE长的最小值是 【答案】4【解析】设AC=x,BC=4x,根据等腰直角三角形性质,得出CD=x,CD=(4x),根据勾股定理然后用配方法即可求解解:设AC=x,BC=4x,ABC,BCD均为等腰直角三角形,CD=x,CD=(4x),ACD=45°,BCD=45°,DCE=90°,DE2=CD2+CE2=x2+(4x)2=x24x+8=(x2)2+4,根据二次函数的最值,当x取2时,DE取最小值,最小值为:4【点拨】本题考查了二次函数最值及等腰直角三角形,难度不大,关键是掌握用配方法
21、求二次函数最值【对点练习】(2019年黑龙江大庆)如图,在RtABC中,A90°AB8cm,AC6cm,若动点D从B出发,沿线段BA运动到点A为止(不考虑D与B,A重合的情况),运动速度为2cm/s,过点D作DEBC交AC于点E,连接BE,设动点D运动的时间为x(s),AE的长为y(cm)(1)求y关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;(2)当x为何值时,BDE的面积S有最大值?最大值为多少?【答案】见解析。【解析】本题主要考查相似三角形的判定、三角形的面积及涉及到二次函数的最值问题,找到等量比是解题的关键(1)由平行线得ABCADE,根据相似形的性质得关系式.动点D运动x秒
22、后,BD2x又AB8,AD82xDEBC,y关于x的函数关系式为y(0x4)(2)由SBDAE;得到函数解析式,然后运用函数性质求解SBDE(0x4)当时,SBDE最大,最大值为6cm2【点拨】本题主要考查相似三角形的判定、三角形的面积及涉及到二次函数的最值问题,找到等量比是解题的关键一、填空题1(2020扬州)如图,在ABCD中,B60°,AB10,BC8,点E为边AB上的一个动点,连接ED并延长至点F,使得DF=14DE,以EC、EF为邻边构造EFGC,连接EG,则EG的最小值为 【答案】93【解析】根据题意和平行四边形的性质,可以得到BD和EF的比值,再根据三角形相似和最短距离
23、,即可得到EG的最小值,本题得以解决作CHAB于点H,在ABCD中,B60°,BC8,CH43,四边形ECGF是平行四边形,EFCG,EODGOC,EOGO=DOOC=EDGC,DF=14DE,DEEF=45,EDGC=45,EOGO=45,当EO取得最小值时,EG即可取得最小值,当EOCD时,EO取得最小值,CHEO,EO43,GO53,EG的最小值是93,2(2020凉山州)如图,矩形ABCD中,AD12,AB8,E是AB上一点,且EB3,F是BC上一动点,若将EBF沿EF对折后,点B落在点P处,则点P到点D的最短距离为 【答案】10【解析】先根据勾股定理计算ED的长,当E、P、
24、D共线时,DP最小,即最短距离是此时PD的长如图,连接PD,DE,四边形ABCD是矩形,A90°,AB8,BE3,AE5,AD12,DE=52+122=13,由折叠得:EBEP3,EP+DPED,当E、P、D共线时,DP最小,DPDEEP133103(2020聊城)如图,在直角坐标系中,点A(1,1),B(3,3)是第一象限角平分线上的两点,点C的纵坐标为1,且CACB,在y轴上取一点D,连接AC,BC,AD,BD,使得四边形ACBD的周长最小,这个最小周长的值为 【答案】4+25【分析】根据平行线的性质得到BAC45°,得到C90°,求得ACBC2,作B关于y轴
25、的对称点E,连接AE交y轴于D,则此时,四边形ACBD的周长最小,这个最小周长的值AC+BC+AE,过E作EFAC交CA的延长线于F,根据勾股定理即可得到结论解:点A(1,1),点C的纵坐标为1,ACx轴,BAC45°,CACB,ABCBAC45°,C90°,B(3,3)C(3,1),ACBC2,作B关于y轴的对称点E,连接AE交y轴于D,则此时,四边形ACBD的周长最小,这个最小周长的值AC+BC+AE,过E作EFAC交CA的延长线于F,则EFBC2,AF624,AE=EF2+AF2=22+42=25,最小周长的值AC+BC+AE4+254如图,菱形ABCD中,
26、A=60°,AB=3,A、B的半径分别为2和1,P、E、F分别是边CD、A和B上的动点,则PE+PF的最小值是 【答案】3 【解析】利用菱形的性质以及相切两圆的性质得出P与D重合时PE+PF的最小值,进而求出即可由题意可得出:当P与D重合时,E点在AD上,F在BD上,此时PE+PF最小,连接BD,菱形ABCD中,A=60°,AB=AD,则ABD是等边三角形,BD=AB=AD=3,A、B的半径分别为2和1,PE=1,DF=2,PE+PF的最小值是3【点拨】此题主要考查了菱形的性质以及相切两圆的性质等知识,根据题意得出P点位置是解题关键5.(2020四川绵阳模拟)不等边三角形的
27、两边上的高分别为4和12且第三边上的高为整数,那么此高的最大值可能为_。【答案】5 【解析】设a、b、c三边上高分别为4、12、h因为,所以又因为,代入得,所以又因为,代入 得,所以 所以3<h<6,故整数h的最大值为5。6.(2020齐齐哈尔模拟)设a、b为实数,那么的最小值为_。【答案】-1 【解析】当,即时,上式等号成立。故所求的最小值为1。二、解答题7(2020达州)某家具商场计划购进某种餐桌、餐椅进行销售,有关信息如下表:原进价(元/张)零售价(元/张)成套售价(元/套)餐桌a380940餐椅a140160已知用600元购进的餐椅数量与用1300元购进的餐桌数量相同(1)
28、求表中a的值;(2)该商场计划购进餐椅的数量是餐桌数量的5倍还多20张,且餐桌和餐椅的总数量不超过200张若将一半的餐桌成套(一张餐桌和四张餐椅配成一套)销售,其余餐桌、餐椅以零售方式销售,请问怎样进货,才能获得最大利润?最大利润是多少?【答案】见解析。【分析】(1)根据数量总价÷单价,即可得出结论,解之经检验后即可得出a值;(2)设购进餐桌x张,则购进餐椅(5x+20)张,由餐桌和餐椅的总数量不超过200张,可得出关于x的一元一次不等式,解之即可得出x的取值范围,设销售利润为y元,根据销售方式及总利润单件(单套)利润×销售数量,即可得出y关于x的函数关系式,利用一次函数的
29、性质即可解决最值问题【解析】(1)根据题意得:600a-140=1300a,解得a260,经检验,a260是原分式方程的解答:表中a的值为260(2)设购进餐桌x张,则购进餐椅(5x+20)张,根据题意得:x+5x+20200,解得:x30设销售利润为y元,根据题意得:y9402604×(260140)×12x+(380260)×12x+160(260140)×(5x+204×12x)280x+800,k2800,当x30时,y取最大值,最大值为:280×30+8009200答:当购进餐桌30张、餐椅170张时,才能获得最大利润,最大
30、利润是9200元8(2020泸州)某校举办“创建全国文明城市”知识竞赛,计划购买甲、乙两种奖品共30件其中甲种奖品每件30元,乙种奖品每件20元(1)如果购买甲、乙两种奖品共花费800元,那么这两种奖品分别购买了多少件?(2)若购买乙种奖品的件数不超过甲种奖品件数的3倍如何购买甲、乙两种奖品,使得总花费最少?【答案】见解析。【分析】(1)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30x)件,利用购买甲、乙两种奖品共花费了800元列方程30x+20(30x)800,然后解方程求出x,再计算30x即可;(2)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30x)件,设购买两种奖品的总费用为w元,由购买乙种奖品
31、的件数不超过甲种奖品件数的3倍,可得出关于m的一元一次不等式,解之可得出m的取值范围,再由总价单价×数量,可得出w关于x的函数关系式,利用一次函数的性质即可解决最值问题【解析】(1)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30x)件,根据题意得30x+20(30x)800,解得x20,则30x10,答:甲种奖品购买了20件,乙种奖品购买了10件;(2)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30x)件,设购买两种奖品的总费用为w元,根据题意得 30x3x,解得x7.5,w30x+20(30x)10x+600,100,w随x的增大而减小,x8时,w有最小值为:w10×8+6006
32、80答:当购买甲种奖品8件、乙种奖品22件时,总花费最小,最小费用为680元9(2020重庆)探究函数性质时,我们经历了列表、描点、连线画出函数图象,观察分析图象特征,概括函数性质的过程结合已有的学习经验,请画出函数y=-12x2+2的图象并探究该函数的性质 x432101234y-23 a24b42-1211 -23 (1)列表,写出表中a,b的值:a,b ;描点、连线,在所给的平面直角坐标系中画出该函数的图象(2)观察函数图象,判断下列关于函数性质的结论是否正确(在答题卡相应位置正确的用“”作答,错误的用“×”作答):函数y=-12x2+2的图象关于y轴对称;当x0时,函数y=-
33、12x2+2有最小值,最小值为6;在自变量的取值范围内函数y的值随自变量x的增大而减小(3)已知函数y=-23x-103的图象如图所示,结合你所画的函数图象,直接写出不等式-12x2+2-23x-103的解集【答案】见解析。【分析】(1)将x3,0分别代入解析式即可得y的值,再画出函数的图象;(2)结合图象可从函数的增减性及对称性进行判断;(3)根据图象求得即可【解析】(1)x3、0分别代入y=-12x2+2,得a=-129+2=-1211,b=-120+2=-6,故答案为-1211,6;画出函数的图象如图:,故答案为-1211,6;(2)根据函数图象:函数y=-12x2+2的图象关于y轴对称
34、,说法正确;当x0时,函数y=-12x2+2有最小值,最小值为6,说法正确;在自变量的取值范围内函数y的值随自变量x的增大而减小,说法错误(3)由图象可知:不等式-12x2+2-23x-103的解集为x4或2x110(2020绥化)如图,在矩形OABC中,AB2,BC4,点D是边AB的中点,反比例函数y1=kx(x0)的图象经过点D,交BC边于点E,直线DE的解析式为y2mx+n(m0)(1)求反比例函数y1=kx(x0)的解析式和直线DE的解析式;(2)在y轴上找一点P,使PDE的周长最小,求出此时点P的坐标;(3)在(2)的条件下,PDE的周长最小值是 【答案】见解析。【分析】(1)根据线
35、段中点的定义和矩形的性质得到D(1,4),解方程和方程组即可得到结论;(2)作点D关于y轴的对称点D,连接DE交y轴于P,连接PD,此时,PDE的周长最小,求得直线DE的解析式为y=-23x+103,于是得到结论;(3)根据勾股定理即可得到结论【解析】(1)点D是边AB的中点,AB2,AD1,四边形OABC是矩形,BC4,D(1,4),反比例函数y1=kx(x0)的图象经过点D,k4,反比例函数的解析式为y=4x(x0),当x2时,y2,E(2,2),把D(1,4)和E(2,2)代入y2mx+n(m0)得,2m+n=2m+n=4,m=-2n=6,直线DE的解析式为y2x+6;(2)作点D关于y
36、轴的对称点D,连接DE交y轴于P,连接PD,此时,PDE的周长最小,D点的坐标为(1,4),D的坐标为(1,4),设直线DE的解析式为yax+b,4=-a+b2=2a+b,解得:a=-23b=103,直线DE的解析式为y=-23x+103,令x0,得y=103,点P的坐标为(0,103);(3)D(1,4),E(2,2),BE2,BD1,DE=12+22=5,由(2)知,D的坐标为(1,4),BD3,DE=22+32=13,PDE的周长最小值DE+DE=5+13,故答案为:5+1311(2020临沂)如图,菱形ABCD的边长为1,ABC60°,点E是边AB上任意一点(端点除外),线段
37、CE的垂直平分线交BD,CE分别于点F,G,AE,EF的中点分别为M,N(1)求证:AFEF;(2)求MN+NG的最小值;(3)当点E在AB上运动时,CEF的大小是否变化?为什么?【答案】见解析。【分析】(1)连接CF,根据垂直平分线的性质和菱形的对称性得到CFEF和CFAF即可得证;(2)连接AC,根据菱形对称性得到AF+CF最小值为AC,再根据中位线的性质得到MN+NG的最小值为AC的一半,即可求解;(3)延长EF,交DC于H,利用外角的性质证明AFCFCE+FEC+FAE+FEA,再由AFCFEF,得到AEFEAF,FECFCE,从而推断出AFDFAE+ABFFAE+CEF,从而可求出A
38、BFCEF30°,即可证明【解析】(1)连接CF,FG垂直平分CE,CFEF,四边形ABCD为菱形,A和C关于对角线BD对称,CFAF,AFEF;(2)连接AC,M和N分别是AE和EF的中点,点G为CE中点,MN=12AF,NG=12CF,即MN+NG=12(AF+CF),当点F与菱形ABCD对角线交点O重合时,AF+CF最小,即此时MN+NG最小,菱形ABCD边长为1,ABC60°,ABC为等边三角形,ACAB1,即MN+NG的最小值为12;(3)不变,理由是:延长EF,交DC于H,CFHFCE+FEC,AFHFAE+FEA,AFCFCE+FEC+FAE+FEA,点F在菱
39、形ABCD对角线BD上,根据菱形的对称性可得:AFDCFD=12AFC,AFCFEF,AEFEAF,FECFCE,AFDFAE+ABFFAE+CEF,ABFCEF,ABC60°,ABFCEF30°,为定值12(2020广元)如图,公路MN为东西走向,在点M北偏东36.5°方向上,距离5千米处是学校A;在点M北偏东45°方向上距离62千米处是学校B(参考数据:sin36.5°0.6,cos36.5°0.8,tan36.5°0.75)(1)求学校A,B两点之间的距离;(2)要在公路MN旁修建一个体育馆C,使得A,B两所学校到体育
40、馆C的距离之和最短,求这个最短距离【答案】见解析。【分析】(1)过点A作CDMN,BEMN,在RtACM中求出CM,AC,在RtMBE中求出BE,ME,继而得出AD,BD的长度,在RtABD中利用勾股定理可得出AB的长度(2)作点B关于MN的对称点G,连接AG交MN于点P,点P即为站点,求出AG的长度即可【解析】(1)过点A作CDMN,BEMN,如图:在RtACM中,CMA36.5°,AM5km,sin36.5°=CA5=0.6,CA3,MC4km,在RtMBE中,NMB45°,MB=62km,sin45°=BE62=22,BE6,ME6km,ADCDC
41、AMECA3km,BDBEDEBECM2km,在RtABD中,AB=13km(2)作点B关于MN的对称点G,连接AG交MN于点P,连接PB,点P即为站点,此时PA+PBPA+PGAG,即A,B两所学校到体育馆C的距离之和最短为AG长在RtADG中,AD3,DGDE+EGDE+BE4+610,ADG90°,AG=AD2+DG2=32+102=109km答:最短距离为109km13(2020武威)如图,在平面直角坐标系中,抛物线yax2+bx2交x轴于A,B两点,交y轴于点C,且OA2OC8OB点P是第三象限内抛物线上的一动点(1)求此抛物线的表达式;(2)若PCAB,求点P的坐标;(3
42、)连接AC,求PAC面积的最大值及此时点P的坐标【答案】见解析。【分析】(1)抛物线yax2+bx2,则c2,故OC2,而OA2OC8OB,则OA4,OB=12,确定点A、B、C的坐标;即可求解;(2)抛物线的对称轴为x=-74,当PCAB时,点P、C的纵坐标相同,即可求解;(3)PAC的面积SSPHA+SPHC=12PH×OA,即可求解【解析】(1)抛物线yax2+bx2,则c2,故OC2,而OA2OC8OB,则OA4,OB=12,故点A、B、C的坐标分别为(4,0)、(12,0)、(0,2);则ya(x+4)(x-12)a(x2+72x2)ax2+bx2,故a1,故抛物线的表达式
43、为:yx2+72x2;(2)抛物线的对称轴为x=-74,当PCAB时,点P、C的纵坐标相同,根据函数的对称性得点P(-74,2);(3)过点P作PHy轴交AC于点H,由点A、C的坐标得,直线AC的表达式为:y=-12x2,则PAC的面积SSPHA+SPHC=12PH×OA=12×4×(-12x2x2-72x+2)2(x+2)2+8,20,S有最大值,当x2时,S的最大值为8,此时点P(2,5)14(2020枣庄)如图,抛物线yax2+bx+4交x轴于A(3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,AC,BCM为线段OB上的一个动点,过点M作PMx轴,交抛物线于点P,交BC于点Q(1)求抛物线的表达式;(2)过点P作PNBC,垂足