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平行四邊形最小值問題

生活 更新时间:2024-11-11 18:37:35

有些同學在遇到求最大值或最小值問題的時候,總是無從下手,下面整理了求解這類題的方法。我們一起來看看吧!與特殊四邊形有關的最小值(或最大值)問題,是特殊四邊形計算問題的重要題型,它已成為中考中一道靓麗的風景線. 常用解題思路:作出其中一點關于定直線的對稱點, 過對稱點作垂線或連接另一點, 根據垂線段最短或兩點之間線段最短求解.求特殊四邊形中的最值問題,一般都要用它們的軸對稱的性質把幾條線段轉移到一條直線上,利用兩點之間線段最短解決問題.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)1

類型1 求線段的最值

1.如圖,四邊形ABCD中,∠A=90°,AB=3√3,AD=3,點M,N分别為線段BC,AB上的動點(含端點,但點M不與點B重合),點E,F分别為DM,MN的中點,則EF長度的最大值為( )

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)2

A.3 B.4 C.4.5 D.5

【解答】如圖,連結DN,∵DE=EM,FN=FM,∴EF=1/2DN,

當點N與點B重合時,DN的值最大即EF最大,

在RTΔABD中,∵∠A=90°,AD=3,AB=3√3,

∴利用勾股定理可求得BD==6,

∴EF的最大值=1/2BD=3.故選A.

【方法點撥】本題考查三角形中位線定理、勾股定理等知識,解題的關鍵是中位線定理的靈活應用,學會轉化的思想,屬于中考常考題型.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)3

2.如圖,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=4,BC>AB,點D在BC上,以AC為對角線的平行四邊形ADCE中,DE的最小值是________ .

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)4

【解答】∵四邊形ADCE是平行四邊形,∴BC∥AE,∴當DE⊥BC時,DE最短,

此時∵∠B=90°,∴AB⊥BC,∴DE∥AB,∴四邊形ABDE是平行四邊形,

∵∠B=90°,∴四邊形ABDE是矩形,∴DE=AB=4,∴DE的最小值為4.

故答案為4.

【方法點撥】解題的關鍵是找到DE的位置,學會利用垂線段最短解決問題,屬于中考常考題型.

3.如圖,正方形ABCD邊長為2,E為AB邊的中點,點F是BC邊上一個動點,把△BEF沿EF向形内部折疊,點B的對應點為B′,當B′D的長最小時,BF長為( )

A.√5/2 B.√5﹣1 C.(√5﹣1)/2 D.(√5 1)/2

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)5

【分析】如圖,當E.B′、D共線時,DB′最小,此時DB′=ED﹣EB′=ED﹣EB,先求出DB′,設BF=x,再根據DF2=DB′2 B′F2=CD2 CF2,列出方程即可解決.

【解答】如圖,當E.B′、D共線時,DB′最小,此時DB′=ED﹣EB′=ED﹣EB.

在RT△AED中,∵AD=2,AE=1,∴利用勾股定理可求得DE=√5,∴DB′=DE=EB=√5﹣1.

設BF=x,∵DF²=DB′² B′F²=CD² CF²,∴x² (√5﹣1)²=2² (2﹣x)²,∴x=(√5 1)/2故選D.

【方法點撥】最短問題,解題的關鍵是正确尋找點B′的位置,學會利用勾股定理構建方程解決問題.在解決與特殊四邊形有關的計算問題時,經常要用到方程思想.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)6

類型2 求線段和的最值

4.如圖,矩形ABCD中,AB=10,BC=5,點EFGH分别在矩形ABCD各邊上,且AECGBFDH,則四邊形EFGH周長的最小值為( )

A.5√5 B.10√5 C.10√3 D.15√3

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)7

答案:B

解析:①根據平行四邊形對邊相等,可知,當GHGF最小時,四邊形EFGH周長的最小;②作點F關于CD的對稱點F′,求GHGF′的最小值;③當HGF′三點共線時,GHGF′最小.解:作點F關于CD的對稱點F′,

易證四邊形EFGH為平行四邊形,△AEH≌△CGF,∴AHCFCF′.

HGF′三點共線時,GHGF′最小,即GHGF最小.

過點F′作點FMAD,交AD延長線于點M.則HM=5,F′M=10,根據勾股定理可求得HF′=5√5,所以GHGF為5√5,即四邊形EFGH周長的最小值為10√5.

5.如圖,正方形ABCD的邊長為1,點P為BC上任意一點(可以與B點或C重合),分别過B,C,D作射線AP的垂線,垂足分别是B',C',D',則BB' CC' DD'的最大值與最小值的和為__________ .

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)8

【分析】連接AC,DP,根據正方形的性質可得出AB=CD,S正方形ABCD=1,由三角形的面積公式即可得出1/2AP•(BB′ CC′ DD′)=1,結合AP的取值範圍即可得出BB′ CC′ DD′的範圍,将其最大值與最小值相加即可得出結論.

【解答】連接AC,DP,如圖所示.

∵四邊形ABCD是正方形,正方形ABCD的邊長為1,∴AB=CD,S正方形ABCD=1,

∵S△ADP=1/2S正方形ABCD=1/2,S△ABP S△ACP=S△ABC=1/2S正方形ABCD=1/2,∴S△ADP S△ABP S△ACP=1,

∴1/2AP•BB′ 1/2AP•CC′ 1/2AP•DD′=1/2AP•(BB′ CC′ DD′)=1,則BB′ CC′ DD′=2/AP,

∵1≤AP≤√2,∴當P與B重合時,有最大值2;當P與C重合時,有最小值 √2.

∴√2≤BB′ CC′ DD′≤2,∴BB' CC' DD'的最大值與最小值的和為2 √2.

故答案為:2 √2.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)9

6. 如圖所示,正方形ABCD的邊長為6,△ABE是等邊三角形,點E在正方形ABCD内,在對角線AC上有一點P,使PD PE的和最小,則這個最小值為 ___________.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)10

答案:6

解析:由于點B與D關于AC對稱,所以連接BD,與AC的交點即為P點.此時PD PE=BE最小,設BE與AC交于點P,連接BD,∵點B與D關于AC對稱,∴PD=PB,∴PD PE=PB PE=BE最小.即P在AC與BE的交點上時,PD PE最小,為BE的長度;∵正方形ABCD的邊長為6,∴AB=6.又∵△ABE是等邊三角形,∴BE=AB=6.

故所求最小值為6.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)11

7.如圖,己知菱形ABCD的周長為16,面積為8√3,EAB的中點,若P為對角線BD上一動點,則EPAP的最小值為_____________.

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)12

【答案】2√3

【解析】點A與點C關于直線BD對稱,連接CE,交BD于點P,點P為所求作的點。

∵菱形ABCD的周長為16,∴AB=BC=4,∵EAB的中點,∴BE=2,∵菱形ABCD的面積為8√3,∴高=8√3÷4=2√3,過點CAB邊上的高CM,則CM=2√3,在Rt△CBM中,根據勾股定理可得BM=2,又∵BE=2,∴點B與點M重合,∴CE= CM=2√3

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)13

類型3 求面積的最值

8. 如圖,△APB中,AB=2,∠APB=90°,在AB的同側作正△ABD、正△APE和正△BPC,則四邊形PCDE面積的最大值是__________ .

平行四邊形最小值問題(揭秘特殊四邊形中的最值問題求解策略)14

【解答】延長EP交BC于點F,

∵∠APB=90°,∠APE=∠BPC=60°,∴∠EPC=150°,

∴∠CPF=180°﹣150°=30°,∴PF平分∠BPC,

又∵PB=PC,∴PF⊥BC,

設Rt△ABP中,AP=a,BP=b,則CF=1/2CP=1/2b,a² b²=2²=4,

∵△APE和△ABD都是等邊三角形,

∴AE=AP,AD=AB,∠EAP=∠DAB=60°,∴∠EAD=∠PAB,∴△EAD≌△PAB(SAS),∴ED=PB=CP,

同理可得:△APB≌△DCB(SAS),∴EP=AP=CD,

∴四邊形CDEP是平行四邊形,

∴四邊形CDEP的面積=EP×CF=a×1/2b=1/2ab,

又∵(a﹣b)²=a²﹣2ab b²≥0,

∴2ab≤a² b²=4,∴1/2ab≤1,

即四邊形PCDE面積的最大值為1.故答案為:1

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