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文檔簡介
重難點(diǎn)06六種幾何綜合模型能力拓展能力拓展題型一:兩圓——中垂構(gòu)造等腰三角形模型一.選擇題(共2小題)1.(2021秋?浉河區(qū)校級(jí)月考)如圖,平面直角坐標(biāo)系中,已知A(2,2),B(4,0).若在坐標(biāo)軸上取點(diǎn)C,使△ABC為等腰三角形,則滿足條件的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)是()A.5 B.6 C.7 D.82.(2020?龍崗區(qū)模擬)平面直角坐標(biāo)系中,已知A(1,2)、B(3,0).若在坐標(biāo)軸上取點(diǎn)C,使△ABC為等腰三角形,則滿足條件的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)是()A.5 B.6 C.7 D.8二.填空題(共1小題)3.(2021秋?定州市期中)如圖,已知點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(2,0)和(0,3),在坐標(biāo)軸上找一點(diǎn)C,使△ABC是等腰三角形,則符合條件的C點(diǎn)共有個(gè).三.解答題(共2小題)4.(2022?開州區(qū)模擬)如圖,在等腰Rt△ABC中,AB=BC,D是BC的中點(diǎn),E為AC邊上任意一點(diǎn),連接DE,將線段DE繞點(diǎn)D逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到線段DF,連接EF,交AB于點(diǎn)G.(1)如圖1,若AB=6,AE=,求ED的長;(2)如圖2,點(diǎn)G恰好是EF的中點(diǎn),連接BF,求證:CD=BF;(3)如圖3,若AB=4,連接CF,當(dāng)CF+BF取得最小值時(shí).請(qǐng)直接寫出S△CEF的值.5.(2018秋?徐州期末)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A、點(diǎn)B的坐標(biāo)分別為(4,0)、(0,3).(1)求AB的長度.(2)如圖2,若以AB為邊在第一象限內(nèi)作正方形ABCD,求點(diǎn)C的坐標(biāo).(3)在x軸上是否存在一點(diǎn)P,使得△ABP是等腰三角形?若存在,直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
題型二:兩垂——圓構(gòu)造直角三角形模型一.選擇題(共1小題)1.(2020?章丘區(qū)模擬)如圖,已知點(diǎn)A(﹣6,0),B(2,0),點(diǎn)C在直線上,則使△ABC是直角三角形的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)為()A.1 B.2 C.3 D.4二.解答題(共4小題)2.(2021秋?開州區(qū)期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,△ABO為等腰直角三角形,∠AOB=90°,AO=BO,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,1).(1)求點(diǎn)B的坐標(biāo);(2)在x軸上找一點(diǎn)P,使得PA+PB的值最小,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)在第四象限是否存在一點(diǎn)M,使得以點(diǎn)O,A,M為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形,若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.3.(2021秋?曾都區(qū)期中)如圖,AB是⊙O的直徑,弦CD⊥AB,垂足為E,點(diǎn)F是AB延長線上一點(diǎn),CB平分∠FCD.(1)求證:FC是⊙O的切線;(2)若AB=10,BE:CE=1:2,求FC的長.4.(2022?江北區(qū)一模)如圖1,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,其中AB=AD,對(duì)角線AC、BD相交于點(diǎn)E,在AC上取一點(diǎn)F,使得AF=AB,過點(diǎn)F作GH⊥AC交⊙O于點(diǎn)G、H.(1)證明:△AED~△ADC.(2)如圖2,若AE=1,且GH恰好經(jīng)過圓心O,求BC?CD的值.(3)若AE=1,EF=2,設(shè)BE的長為x.①如圖3,用含有x的代數(shù)式表示△BCD的周長.②如圖4,BC恰好經(jīng)過圓心O,求△BCD內(nèi)切圓半徑與外接圓半徑的比值.5.(2021秋?驛城區(qū)校級(jí)期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為A(0,2),B(8,8),點(diǎn)C(m,0)為x軸正半軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn).(1)當(dāng)m=4時(shí),寫出線段AC=,BC=.(2)求△ABC的面積.(用含m的代數(shù)式表示)(3)當(dāng)點(diǎn)C在運(yùn)動(dòng)時(shí),是否存在點(diǎn)C使△ABC為直角三角形,如果存在,請(qǐng)求出這個(gè)三角形的面積;如果不存在,請(qǐng)說明理由.題型三:胡不歸模型一.填空題(共4小題)1.(2021秋?北碚區(qū)校級(jí)期末)如圖,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,CD=4,M,N分別是邊AB,AD的動(dòng)點(diǎn),滿足AM=DN,連接CM、CN,E是邊CM上的動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是CM上靠近C的四等分點(diǎn),連接AE、BE、NF,當(dāng)△CFN面積最小時(shí),BE+AE的最小值為.2.(2022?鄖西縣模擬)如圖,在△ABC中,∠A=90°,∠C=30°,AB=2,若D是BC邊上的動(dòng)點(diǎn),則2AD+DC的最小值為.3.(2022?貢井區(qū)模擬)如圖,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于點(diǎn)E,D是線段BE上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則CD+BD的最小值是.4.(2020?渝中區(qū)校級(jí)自主招生)已知在正方形ABCD中,AB=5,點(diǎn)N在DC的延長線上,過D作BN的垂線分別交BC、BN于點(diǎn)P和點(diǎn)M,點(diǎn)Q在CD邊上且滿足=,連接AE、CE,則CE+(+1)AE的最小值等于.二.解答題(共5小題)5.(2022春?沙坪壩區(qū)校級(jí)期中)在菱形ABCD中,∠DAB=30°.(1)如圖1,過點(diǎn)B作BE⊥AD于點(diǎn)E,連接CE,點(diǎn)F是線段CE的中點(diǎn),連接BF,若ED=2﹣,求線段BF的長度;(2)如圖2,過點(diǎn)B作BE⊥AD于點(diǎn)E,連接CE,過點(diǎn)D作DM⊥DC,連接MC,且∠MCE=15°,連接ME,請(qǐng)?zhí)剿骶€段BE,DM,EM之間的數(shù)量關(guān)系,并證明;(3)如圖3,連接AC,點(diǎn)Q是對(duì)角線AC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),若AB=2,求QB+QC+QD的最小值.6.(2021?津南區(qū)一模)已知拋物線y=x2﹣2x+c交x軸于A,B兩點(diǎn),且點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),其對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)C.(Ⅰ)求該拋物線的頂點(diǎn)D的坐標(biāo);(Ⅱ)設(shè)P是線段CD上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)P不與點(diǎn)C,D重合).①過點(diǎn)P作y軸的垂線l交拋物線(對(duì)稱軸右側(cè))于點(diǎn)Q,連接QB,QD,求△QBD面積的最大值;②連接PB,求PD+PB的最小值.7.(2021?番禺區(qū)一模)如圖,△ABC中,∠A=120°,AB=AC,過點(diǎn)A作AO⊥AC交BC于點(diǎn)O.(1)求證:BO=BC;(2)設(shè)AB=k.①以O(shè)B為半徑的⊙O交BC邊于另一點(diǎn)P,點(diǎn)D為CA邊上一點(diǎn),且CD=2DA.連接DP,求S△CPD.②點(diǎn)Q是線段AB上一動(dòng)點(diǎn)(不與A、B合),連接OQ,在點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)過程中,求AQ+2OQ的最小值.8.(2021?羅湖區(qū)校級(jí)模擬)已知拋物線y=ax2+bx(a,b為常數(shù),a≠0)與x軸的正半軸交于點(diǎn)A,其頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,4).(Ⅰ)求拋物線的解析式;(Ⅱ)點(diǎn)P是拋物線上位于直線AC上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求△PAC面積的最大值;(Ⅲ)點(diǎn)Q是拋物線對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接QA,求QC+QA的最小值.9.(2021秋?簡陽市期中)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為4,直線l1:y=x+2經(jīng)過點(diǎn)D,分別與x、y軸交于點(diǎn)A、B兩點(diǎn).直線l2:y=kx+b經(jīng)過點(diǎn)D及點(diǎn)C(1,0).(1)求出直線l2的解析式.(2)在直線l2上是否存在點(diǎn)E,使△ABE與△ABO的面積相等,若存在,求出點(diǎn)E的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.(3)如圖2,點(diǎn)P為線段AD上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接CP,一動(dòng)點(diǎn)H從點(diǎn)C出發(fā),沿線段CP以每秒2個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到P,再沿線段PD以每秒個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到D后停止,求H點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的最少用時(shí).題型四:阿氏圓模型一.填空題(共2小題)1.(2022春?長順縣月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E分別是邊BC、AC上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且DE=4,P是DE的中點(diǎn),連接PA,PB,則PA+PB的最小值為.2.(2020秋?天寧區(qū)校級(jí)月考)如圖,已知菱形ABCD的邊長為8,∠B=60°,圓B的半徑為4,點(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則PD﹣PC的最大值為.二.解答題(共3小題)3.(2021?渝中區(qū)校級(jí)自主招生)如圖,在△ABC與△DEF中,∠ACB=∠EDF=90°,BC=AC,ED=FD,點(diǎn)D在AB上.(1)如圖1,若點(diǎn)F在AC的延長線上,連接AE,探究線段AF、AE、AD之間的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;(2)如圖2,若點(diǎn)D與點(diǎn)A重合,且AC=3,DE=4,將△DEF繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn),連接BF,點(diǎn)G為BF的中點(diǎn),連接CG,在旋轉(zhuǎn)的過程中,求CG+BG的最小值;(3)如圖3,若點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),連接BF、CE交于點(diǎn)M,CE交AB于點(diǎn)N,且BC:DE:ME=7:9:10,請(qǐng)直接寫出的值.4.(2021?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,在四邊形ABCD中,AC交BD于點(diǎn)E,△ADE為等邊三角形.(1)若點(diǎn)E為BD的中點(diǎn),AD=4,CD=5,求△BCE的面積;(2)如圖2,若BC=CD,點(diǎn)F為CD的中點(diǎn),求證:AB=2AF;(3)如圖3,若AB∥CD,∠BAD=90°,點(diǎn)P為四邊形ABCD內(nèi)一點(diǎn),且∠APD=90°,連接BP,取BP的中點(diǎn)Q,連接CQ.當(dāng)AB=6,AD=4,tan∠ABC=2時(shí),求CQ+BQ的最小值.5.(2019秋?山西期末)閱讀以下材料,并按要求完成相應(yīng)的任務(wù).已知平面上兩點(diǎn)A、B,則所有符合=k(k>0且k≠1)的點(diǎn)P會(huì)組成一個(gè)圓.這個(gè)結(jié)論最先由古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),稱阿氏圓.阿氏圓基本解法:構(gòu)造三角形相似.【問題】如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,在x軸,y軸上分別有點(diǎn)C(m,0),D(0,n),點(diǎn)P是平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),且OP=r,設(shè)=k,求PC+kPD的最小值.阿氏圓的關(guān)鍵解題步驟:第一步:如圖1,在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k;第二步:證明kPD=PM;第三步:連接CM,此時(shí)CM即為所求的最小值.下面是該題的解答過程(部分):解:在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.任務(wù):(1)將以上解答過程補(bǔ)充完整.(2)如圖2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D為△ABC內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),滿足CD=2,利用(1)中的結(jié)論,請(qǐng)直接寫出AD+BD的最小值.
題型五:瓜豆原理一.填空題(共4小題)1.(2020春?綦江區(qū)期末)如圖,長方形ABCD中,AB=6,BC=,E為BC上一點(diǎn),且BE=,F(xiàn)為AB邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接EF,將EF繞著點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°到EG的位置,連接FG和CG,則CG的最小值為.2.(2020?蘭溪市模擬)如圖,∠AOB=30°,OD=4,當(dāng)點(diǎn)C在OA上運(yùn)動(dòng)時(shí),作等腰Rt△CDE,CD=DE,則O,E兩點(diǎn)間距離的最小值為.3.(2020?邗江區(qū)校級(jí)一模)如圖,菱形ABCD的邊長為4,∠B=120°,E是BC的中點(diǎn),F(xiàn)是對(duì)角線AC上的動(dòng)點(diǎn),連接EF,將線段EF繞點(diǎn)F按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,G為點(diǎn)E對(duì)應(yīng)點(diǎn),連接CG,則CG的最小值為.4.(2019秋?沙坪壩區(qū)校級(jí)期末)如圖,長方形ABCD中,AB=3,BC=4,E為BC上一點(diǎn),且BE=1,F(xiàn)為AB邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接EF,將EF繞著點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°到EG的位置,連接FG和CG,則CG的最小值為.二.解答題(共2小題)5.如圖,在等邊△ABC中,AB=6,BD⊥AC,垂足為D,點(diǎn)E為AB邊上中點(diǎn),點(diǎn)F為直線BD上一點(diǎn).當(dāng)點(diǎn)M為BE中點(diǎn),點(diǎn)N在邊AC上,且DN=2NC,點(diǎn)F從BD中點(diǎn)Q沿射線QD運(yùn)動(dòng),將線段EF繞點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到線段EP,連接FP,當(dāng)NP+MP最小時(shí),直接寫出△DPN的面積.6.若AC=4,以點(diǎn)C為圓心,2為半徑作圓,點(diǎn)P為該圓上的動(dòng)點(diǎn),連接AP.(1)如圖1,取點(diǎn)B,使△ABC為等腰直角三角形,∠BAC=90°,將點(diǎn)P繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到AP′.①點(diǎn)P'的軌跡是(填“線段”或者“圓”);②CP′的最小值是;(2)如圖2,以AP為邊作等邊△APQ(點(diǎn)A、P、Q按照順時(shí)針方向排列),在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)過程中,求CQ的最大值.(3)如圖3,將點(diǎn)A繞點(diǎn)P逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,得到點(diǎn)M,連接PM,則CM的最小值為.
題型六:幾何中的等分面積問題一.選擇題(共1小題)1.(2022春?連江縣期末)如圖,AD是△ABC的中線,CE是△ACD的中線,若S△ABC=24,則S△ACE等于()A.6 B.8 C.10 D.12二.填空題(共3小題)2.(2022?金平區(qū)一模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,四邊形ABCO是正方形,點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4,4),直線y=mx﹣2恰好把正方形ABCO的面積分成相等的兩部分,則m=.3.(2021秋?河西區(qū)期中)如圖①,O1,O2,O3,O4為四個(gè)等圓的圓心,A,B,C,D為切點(diǎn),請(qǐng)你在圖中畫出一條直線,將這四個(gè)圓分成面積相等的兩部分,并說明這條直線經(jīng)過的兩個(gè)點(diǎn)是;如圖②,O1,O2,O3,O4,O5為五個(gè)等圓的圓心,A,B,C,D,E為切點(diǎn),請(qǐng)你在圖中畫出一條直線,將這五個(gè)圓分成面積相等的兩部分,并說明這條直線經(jīng)過的兩個(gè)點(diǎn)是.(答案不唯一)4.(2021春?寧強(qiáng)縣期末)已知平面上四點(diǎn)A(0,0),B(10,0),C(10,6),D(0,6),直線y=mx﹣3m+2將四邊形ABCD分成面積相等的兩部分,則m的值為.三.解答題(共3小題)5.(2021春?福山區(qū)期中)如圖,有一塊長(3a+b)米,寬(2a+b)米的長方形廣場,園林部門要對(duì)陰影區(qū)域進(jìn)行綠化,空白區(qū)域進(jìn)行廣場硬化.其中,四個(gè)角部分是半徑為(a﹣b)米的四個(gè)大小相同的扇形,中間部分是邊長為(a+b)米的正方形.(1)用含有a,b的代數(shù)式表示需要硬化部分的面積(直接列式,不需要化簡,單位:平方米);(2)若a=20,b=8,求硬化部分的面積(要求:先化簡再求值,結(jié)果保留π的形式).6.(2019秋?雅安期末)如圖,將邊長為4的正方形放在平面直角坐標(biāo)系第二象限,使AB邊落在x軸負(fù)半軸上,且點(diǎn)A的坐標(biāo)是(﹣1,0).(1)直線y=﹣經(jīng)過點(diǎn)C,且與x軸交于點(diǎn)E,求四邊形AECD的面積;(2)若直線L經(jīng)過點(diǎn)E,且將正方形ABCD分成面積相等的兩部分,求直線L的解析式;(3)若直線L1經(jīng)過點(diǎn)F(,0)且與直線y=﹣3x平行.將(2)中直線L沿著y軸向上平移1個(gè)單位,交x軸于點(diǎn)M,交直線L1于點(diǎn)N,求△NMF的面積.7.如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,多邊形OABCDE的頂點(diǎn)坐標(biāo)分別是O(0,0),A(0,6),B(4,6),C(4,4),D(6,4),E(6,0).若直線l經(jīng)過點(diǎn)M(2,3),且將多邊形OABCDE分割成面積相等的兩部分,求直線l的函數(shù)表達(dá)式.重難點(diǎn)06六種幾何綜合模型能力拓展能力拓展題型一:兩圓——中垂構(gòu)造等腰三角形模型一.選擇題(共2小題)1.(2021秋?浉河區(qū)校級(jí)月考)如圖,平面直角坐標(biāo)系中,已知A(2,2),B(4,0).若在坐標(biāo)軸上取點(diǎn)C,使△ABC為等腰三角形,則滿足條件的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)是()A.5 B.6 C.7 D.8【分析】由點(diǎn)A、B的坐標(biāo)可得到AB=2,然后分類討論:若AC=AB;若BC=AB;若CA=CB,確定C點(diǎn)的個(gè)數(shù).【解答】解:∵點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(2,2)、B(4,0).∴AB=2,①若AC=AB,以A為圓心,AB為半徑畫弧與x軸有2個(gè)交點(diǎn)(含B點(diǎn)),即(0,0)、(4,0),∴滿足△ABC是等腰三角形的C點(diǎn)有1個(gè);②若BC=AB,以B為圓心,BA為半徑畫弧與x軸有2個(gè)交點(diǎn)(A點(diǎn)除外),即滿足△ABC是等腰三角形的C點(diǎn)有2個(gè);③若CA=CB,作AB的垂直平分線與x軸,y軸各有一個(gè)有1個(gè)交點(diǎn),即滿足△ABC是等腰三角形的C點(diǎn)有2個(gè);綜上所述:點(diǎn)C在坐標(biāo)軸上,△ABC是等腰三角形,符合條件的點(diǎn)C共有5個(gè).故選:A.【點(diǎn)評(píng)】本題考查等腰三角形的判定,坐標(biāo)與圖形性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)用分類討論的思考思考問題,屬于中考??碱}型.2.(2020?龍崗區(qū)模擬)平面直角坐標(biāo)系中,已知A(1,2)、B(3,0).若在坐標(biāo)軸上取點(diǎn)C,使△ABC為等腰三角形,則滿足條件的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)是()A.5 B.6 C.7 D.8【分析】由點(diǎn)A、B的坐標(biāo)可得到AB=2,然后分類討論:若AC=AB;若BC=AB;若CA=CB,確定C點(diǎn)的個(gè)數(shù).【解答】解:∵點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(1,2)、B(3,0).∴AB=2,①若AC=AB,以A為圓心,AB為半徑畫弧與坐標(biāo)軸有3個(gè)交點(diǎn)(B點(diǎn)除外),即(﹣1,0)、(0,2+)、(0,2﹣),即滿足△ABC是等腰三角形的C點(diǎn)有3個(gè);②若BC=AB,以B為圓心,BA為半徑畫弧與坐標(biāo)軸有2個(gè)交點(diǎn),即滿足△ABC是等腰三角形的C點(diǎn)有2個(gè);③若CA=CB,作AB的垂直平分線與坐標(biāo)軸有2個(gè)交點(diǎn),即滿足△ABC是等腰三角形的C點(diǎn)有2個(gè).綜上所述:點(diǎn)C在坐標(biāo)軸上,△ABC是等腰三角形,符合條件的點(diǎn)C共有7個(gè).故選:C.【點(diǎn)評(píng)】本題主考查了等腰三角形的判定以及分類討論思想的運(yùn)用,分三種情況分別討論,注意等腰三角形頂角的頂點(diǎn)在底邊的垂直平分線上.二.填空題(共1小題)3.(2021秋?定州市期中)如圖,已知點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(2,0)和(0,3),在坐標(biāo)軸上找一點(diǎn)C,使△ABC是等腰三角形,則符合條件的C點(diǎn)共有8個(gè).【分析】分三種情形,AB=AC,BA=BC,CA=CB,分別畫圖即可.【解答】解:如圖,當(dāng)AB=AC時(shí),以點(diǎn)A為圓心,AB為半徑畫圓,與坐標(biāo)軸有三個(gè)交點(diǎn)(B點(diǎn)除外),當(dāng)BA=BC時(shí),以點(diǎn)B為圓心,AB為半徑畫圓,與坐標(biāo)軸有三個(gè)交點(diǎn)(A點(diǎn)除外),當(dāng)CA=CB時(shí),畫AB的垂直平分線與坐標(biāo)軸有2個(gè)交點(diǎn),綜上所述:符合條件的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)有8個(gè),故答案為:8.【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了等腰三角形的性質(zhì),圓的定義,線段垂直平分線的性質(zhì)等知識(shí),運(yùn)用分類討論思想是解題的關(guān)鍵.三.解答題(共2小題)4.(2022?開州區(qū)模擬)如圖,在等腰Rt△ABC中,AB=BC,D是BC的中點(diǎn),E為AC邊上任意一點(diǎn),連接DE,將線段DE繞點(diǎn)D逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到線段DF,連接EF,交AB于點(diǎn)G.(1)如圖1,若AB=6,AE=,求ED的長;(2)如圖2,點(diǎn)G恰好是EF的中點(diǎn),連接BF,求證:CD=BF;(3)如圖3,若AB=4,連接CF,當(dāng)CF+BF取得最小值時(shí).請(qǐng)直接寫出S△CEF的值.【分析】(1)過點(diǎn)E作EH⊥BC于點(diǎn)H,得∠CHE=90°,在等腰直角三角形ABC中,求出BC=6,AC=,再證明△CHE也是等腰直角三角形,最后在Rt△DHE中,求出DE即可;(2)過點(diǎn)E作EM∥BF于AB交點(diǎn)M,過點(diǎn)D作DN⊥BC交AC于N,得出△CDN為等腰直角三角形,再證明△BFD≌NED(SAS),△EMG≌△FBG(AAS),最后在等腰Rt△CDN中,求出CD與BF關(guān)系;(3)如圖3﹣1中,取AC的中點(diǎn)T,連接DT,BT,則△BDT是等腰直角三角形.首先證明點(diǎn)F在直線BT上運(yùn)動(dòng),如圖3﹣2中,取AT的中點(diǎn)Q,連接BQ,作FH⊥BQ于點(diǎn)H,CJ⊥BQ于點(diǎn)J,交BT于點(diǎn)R.再證明當(dāng)點(diǎn)F與R重合時(shí),CF+BF的值最小,即可解決問題.【解答】解:(1)如圖,過點(diǎn)E作EH⊥BC于點(diǎn)H,∴∠CHE=90°,在等腰直角三角形ABC中,∵AB=6,∴BC=6,AC=,∵D為BC中點(diǎn),∴CD=BC,∵AE=,∴CE=AC﹣CE=,∵∠C=45°,∴△CHE也是等腰直角三角形,∴CH=EH=5,∴HD=CH﹣CD=2,∴在Rt△DHE中,DE==.(2)如圖,過點(diǎn)E作EM∥BF于AB交點(diǎn)M,過點(diǎn)D作DN⊥BC交AC于N,∴△CDN為等腰直角三角形,∴CD=ND,∵BD=CD,∴BD=DN,∵∠5+∠BDE=∠6+∠BDE,∴∠5=∠6,在△BFD和△NED中,,∴△BFD≌NED(SAS),∴BF=EN,∠3=∠4,在.△EMG和△FBG中,,∴△EMG≌△FBG(AAS),∴ME=BF,∴ME=EN,∵∠2+∠3=45°,∴∠1+∠4=45°,∴∠MEN=∠1+∠4+∠FED=90°,∴∠AEM=90°,∴△AEM是等腰直角三角形,∴AE=ME=BF=EN,∴BF=AN,∵DN∥BC,D是BC的中點(diǎn),∴CN=AN,∴BF=CN,又∵在等腰Rt△CDN中,CD=CN,∴CD=BF.(3)如圖3﹣1中,取AC的中點(diǎn)T,連接DT,BT,則△BDT是等腰直角三角形.∵∠EDF=∠TDB=90°,∴∠BDF=∠TDE,∵DB=DT,DF=DE,∴△BDF≌△TDE(SAS),∴∠DBF=∠DTE=135°,∵∠DBT=135°,∴F,B,T共線,∴點(diǎn)F在直線BT上運(yùn)動(dòng),如圖3﹣2中,取AT的中點(diǎn)Q,連接BQ,作FH⊥BQ于點(diǎn)H,CJ⊥BQ于點(diǎn)J,交BT于點(diǎn)R.∵tan∠FBH===,∴FH=BF,∴CF+BF=CF+FH≤CJ,∴當(dāng)點(diǎn)F與R重合時(shí),CF+BF的值最小,∵∠BTQ=∠CTR=90°,BT=CT,∠QBT=∠RCT,∴△BTQ≌△CTR(ASA),∴TR=QT,∵AB=BC=4,∠ABC=90°,∴AC=AB=8,∴AT=CT=BT=4,QT=RT=2,∴BF=TE=2,∴S△CEF=?CE?FT=×2×2=2.【點(diǎn)評(píng)】本題考查了幾何變換的綜合應(yīng)用,解題關(guān)鍵是正確作出輔助線,能判定出全等三角形,解直角等腰三角形.5.(2018秋?徐州期末)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A、點(diǎn)B的坐標(biāo)分別為(4,0)、(0,3).(1)求AB的長度.(2)如圖2,若以AB為邊在第一象限內(nèi)作正方形ABCD,求點(diǎn)C的坐標(biāo).(3)在x軸上是否存在一點(diǎn)P,使得△ABP是等腰三角形?若存在,直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.【分析】(1)先確定出OA=4,OB=3,再根據(jù)勾股定理得出AB==5;(2)先判斷出△AOB≌△BEC,進(jìn)而得出BE=OA=4,CE=OB=3,即可得出OE=OB+BE=7,即可;(3)先表示出PA=|a﹣4|,PB2=a2+9,AB=5,再分三種情況①當(dāng)PA=AB時(shí).②當(dāng)PA=PB時(shí),③當(dāng)PB=AB時(shí),討論計(jì)算即可.【解答】解:(1)∵A(4,0),B(0,3),∴OA=4,OB=3,∴AB==5,(2)如圖,過點(diǎn)C作CE⊥OB于E,∴∠CBE+∠BCE=90°,∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠ABC=90°,∴∠CBE+∠ABO=90°,∴∠ABO=∠BCE,在△AOB和△BEC中,,∴△AOB≌△BEC,∴BE=OA=4,CE=OB=3,∴OE=OB+BE=7,∴C(3,7);(3)設(shè)P(a,0),∵A(4,0),B(0,3),∴PA=|a﹣4|,PB2=a2+9,AB=5,∵△ABP是等腰三角形,∴①當(dāng)PA=AB時(shí),∴|a﹣4|=5,∴a=﹣1或9,∴P(﹣1,0)或(9,0),②當(dāng)PA=PB時(shí),∴(a﹣4)2=a2+9,∴a=,∴P(,0),③當(dāng)PB=AB時(shí),∴a2+9=25,∴a=4(舍)或a=﹣4,∴P(﹣4,0).即:滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣1,0)、(﹣4,0)、(9,0)、(,0).【點(diǎn)評(píng)】此題是四邊形綜合題,主要考查了勾股定理,全等三角形的判定和性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),分類討論和用方程思想解決問題是解本題的關(guān)鍵.題型二:兩垂——圓構(gòu)造直角三角形模型一.選擇題(共1小題)1.(2020?章丘區(qū)模擬)如圖,已知點(diǎn)A(﹣6,0),B(2,0),點(diǎn)C在直線上,則使△ABC是直角三角形的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)為()A.1 B.2 C.3 D.4【分析】根據(jù)∠A為直角,∠B為直角與∠C為直角三種情況進(jìn)行分析.【解答】解:如圖,①當(dāng)∠A為直角時(shí),過點(diǎn)A作垂線與直線的交點(diǎn)W(﹣6,4),②當(dāng)∠B為直角時(shí),過點(diǎn)B作垂線與直線的交點(diǎn)S(2,),③若∠C為直角,則點(diǎn)C在以線段AB為直徑、AB中點(diǎn)E(﹣2,0)為圓心、4為半徑的圓與直線的交點(diǎn)上.在直線中,當(dāng)x=0時(shí)y=2,即Q(0,2),當(dāng)y=0時(shí)x=6,即點(diǎn)P(6,0),則PQ==4,過AB中點(diǎn)E(﹣2,0),作EF⊥直線l于點(diǎn)F,則∠EFP=∠QOP=90°,∵∠EPF=∠QPO,∴△EFP∽△QOP,∴=,即=,解得:EF=4,∴以線段AB為直徑、E(﹣2,0)為圓心的圓與直線恰好有一個(gè)交點(diǎn).所以直線上有一點(diǎn)C滿足∠ACB=90°.綜上所述,使△ABC是直角三角形的點(diǎn)C的個(gè)數(shù)為3,故選:C.【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是一次函數(shù)綜合題,在解答此題時(shí)要分三種情況進(jìn)行討論,關(guān)鍵是根據(jù)圓周角定理判斷∠C為直角的情況是否存在.二.解答題(共4小題)2.(2021秋?開州區(qū)期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,△ABO為等腰直角三角形,∠AOB=90°,AO=BO,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,1).(1)求點(diǎn)B的坐標(biāo);(2)在x軸上找一點(diǎn)P,使得PA+PB的值最小,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);(3)在第四象限是否存在一點(diǎn)M,使得以點(diǎn)O,A,M為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形,若存在,請(qǐng)直接寫出所有滿足條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.【分析】(1)過點(diǎn)A作AC⊥x軸于點(diǎn)C,過點(diǎn)B作BD⊥x軸于點(diǎn)D,證明△AOC≌△OBD(AAS),即可求B點(diǎn)坐標(biāo);(2)作點(diǎn)B關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)B',連接AB'交x軸于點(diǎn)P,連接BP,當(dāng)A、B'、P三點(diǎn)共線時(shí)PA+PB的值最小,求出直線AB'的解析式即可求P點(diǎn)坐標(biāo);(3)分三種情況:當(dāng)∠AOM=90°時(shí),AO=OM,過點(diǎn)A作AF⊥y軸交于點(diǎn)F,過點(diǎn)M作ME⊥y軸交于點(diǎn)E,證明△FAO≌△GMA(AAS),即可求M(4,﹣2);②當(dāng)∠OAM=90°時(shí),OA=AM,過點(diǎn)A作AF⊥y軸交于F點(diǎn),過點(diǎn)M作MG⊥AF交于點(diǎn)G,證明△FAO≌△GMA(AAS),即可求M(4,﹣2);③當(dāng)∠OMA=90°時(shí),OM=AM,過點(diǎn)M作MQ⊥y軸交于Q點(diǎn),過點(diǎn)A作AP⊥QM交于P點(diǎn),證明△OQM≌△MPA(AAS),即可求M(2,﹣1).【解答】解:(1)過點(diǎn)A作AC⊥x軸于點(diǎn)C,過點(diǎn)B作BD⊥x軸于點(diǎn)D,∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(3,1),∴OC=3,AC=1,又∵AC⊥x軸,BD⊥x軸,∴∠ACO=∠BDO=90°,∴∠OAC+∠AOC=90°,又∵∠AOB=90°,∴∠BOD+∠AOC=90°,∴∠OAC=∠BOD,又∵AO=BO,∴△AOC≌△OBD(AAS),∴OC=BD=3,AC=OD=1,∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣1,3);(2)如圖2,作點(diǎn)B關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)B',連接AB'交x軸于點(diǎn)P,連接BP,由對(duì)稱性可知BP=B'P,∴AP+BP=AP+B'P≥AB',∴當(dāng)A、B'、P三點(diǎn)共線時(shí)PA+PB的值最小,連接BB'交x軸于點(diǎn)E,則E(﹣1,0),∵點(diǎn)B與B'關(guān)于x軸對(duì)稱,∴點(diǎn)B'的坐標(biāo)為(﹣1,﹣3),設(shè)直線AB'的解析式為y=kx+b,∴,∴,∴y=x﹣2,∴P(2,0);(3)存在一點(diǎn)M,使得以點(diǎn)O,A,M為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形,理由如下:①當(dāng)∠AOM=90°時(shí),AO=OM,如圖3,過點(diǎn)A作AF⊥y軸交于點(diǎn)F,過點(diǎn)M作ME⊥y軸交于點(diǎn)E,∵∠FOA+∠FAO=90°,∠FOA+∠EOM=90°,∴∠FAO=∠EOM,∵AO=OM,∴△FAO≌△EOM(AAS),∴OF=EM,OE=FA,∵A(3,1),∴AF=3,OF=1,∴M(1,﹣3);②如圖4,當(dāng)∠OAM=90°時(shí),OA=AM,過點(diǎn)A作AF⊥y軸交于F點(diǎn),過點(diǎn)M作MG⊥AF交于點(diǎn)G,∵∠FAO+∠FOA=90°,∠FAO+∠GAM=90°,∴∠AFO=∠GAM,∴△FAO≌△GMA(AAS),∴AF=GM,OF=AF,∵A(3,1),∴AF=3,OF=1,∴M(4,﹣2);③如圖5,當(dāng)∠OMA=90°時(shí),OM=AM,過點(diǎn)M作MQ⊥y軸交于Q點(diǎn),過點(diǎn)A作AP⊥QM交于P點(diǎn),∵∠OMQ+∠QOM=90°,∠OMQ+∠AM=90°,∴∠QOM=∠AMP,∴△OQM≌△MPA(AAS),∴OQ=MP,QM=AP,∵A(3,1),∴QM+MP=3,1+QO=QM,∴1+QO+OQ=3,∴QO=1,∴M(2,﹣1);綜上所述:M點(diǎn)坐標(biāo)為(1,﹣3)或(4,﹣2)或(2,﹣1).【點(diǎn)評(píng)】本題考查軸對(duì)稱求最短距離,熟練掌握軸對(duì)稱求最短距離的方法,三角形全等的判定與性質(zhì),等腰直角三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.3.(2021秋?曾都區(qū)期中)如圖,AB是⊙O的直徑,弦CD⊥AB,垂足為E,點(diǎn)F是AB延長線上一點(diǎn),CB平分∠FCD.(1)求證:FC是⊙O的切線;(2)若AB=10,BE:CE=1:2,求FC的長.【分析】(1)如圖,連接OC,AC,根據(jù)直徑所對(duì)的圓周角為直角可得∠OCB+∠OCA=90°,再利用等邊對(duì)等角及角平分線性質(zhì)可得出∠OCB+∠BCF=90°,然后運(yùn)用切線的判定定理即可證得結(jié)論;(2)先證得△BCE∽△BAC,可得==,設(shè)BC=x(x>0),則AC=2x,運(yùn)用勾股定理可求得BC=2,再由BE2+CE2=BC2,可得BE=2,再通過△OCE∽△OFC,即可求得答案.【解答】(1)證明:如圖,連接OC,AC,∵AB是⊙O的直徑,∴∠OCB+∠OCA=90°,∵OA=OC,∴∠OCA=∠OAC,∴∠OCB+∠OAC=90°,∵CD⊥AB,∴∠BCE+∠OBC=90°,∵∠OAC+∠OBC=90°,∴∠OAC=∠BCE,∵CB平分∠FCD,∴∠BCF=∠BCE,∴∠OAC=∠BCF,∴∠OCB+∠BCF=90°,∴OC⊥CF,∴FC是⊙O的切線;(2)解∵∠BEC=∠BCA=90°,∠CBE=∠ABC,∴△BCE∽△BAC,∴==,設(shè)BC=x(x>0),則AC=2x,在Rt△ABC中,∵BC2+AC2=AB2,∴x2+(2x)2=102,解得:x=2,∴BC=2,∵BE:CE=1:2,∴CE=2BE,在Rt△BCE中,∵BE2+CE2=BC2,∴BE2+(2BE)2=(2)2,解得:BE=2,∴CE=4,OE=3,∵∠OEC=∠OCF=90°,∠COE=∠FOC,∴△OCE∽△OFC,∴=,即=,∴CF=.【點(diǎn)評(píng)】本題是圓的綜合題,考查了圓的性質(zhì),切線的判定,相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理等,熟練掌握相似三角形的判定和性質(zhì)是解題關(guān)鍵.4.(2022?江北區(qū)一模)如圖1,四邊形ABCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,其中AB=AD,對(duì)角線AC、BD相交于點(diǎn)E,在AC上取一點(diǎn)F,使得AF=AB,過點(diǎn)F作GH⊥AC交⊙O于點(diǎn)G、H.(1)證明:△AED~△ADC.(2)如圖2,若AE=1,且GH恰好經(jīng)過圓心O,求BC?CD的值.(3)若AE=1,EF=2,設(shè)BE的長為x.①如圖3,用含有x的代數(shù)式表示△BCD的周長.②如圖4,BC恰好經(jīng)過圓心O,求△BCD內(nèi)切圓半徑與外接圓半徑的比值.【分析】(1)利用等腰三角形的性質(zhì)與圓周角定理解得即可;(2)利用垂徑定理和(1)的結(jié)論求得AC,CE的長,通過證明△DEC∽△ABC,利用相似三角形的性質(zhì)即可得出結(jié)論;(3)①利用垂徑定理和(1)的結(jié)論求得AC,CE的長,再通過證明△AED∽△BEC和△AEB∽△DEC,利用相似三角形的性質(zhì)求得BC,DE,CD的關(guān)系式,利用三角形周長的意義解答即可;②利用勾股定理求得BC,則△BCD的外接圓半徑可得,設(shè)△BCD內(nèi)切圓半徑為r,利用①中的結(jié)論求得BD,CD和△BCD的周長,利用三角形的面積公式列出方程,解方程即可求得△BCD內(nèi)切圓半徑.【解答】(1)證明:∵AB=AD,∴.∴∠ADB=∠ACD.∵∠DAE=∠CAD,∴△AED∽△ADC.(2)解:∵△AED∽△ADC,∴.∵GH為⊙O的直徑,GH⊥AC,∴AF=FC=AC.∵AB=AD,AF=AB,∴AB=AD=AF,∴AC=2AD.∴.∵AE=1,∴AD=2.∴AB=2,AC=4.∴EC=AC﹣AE=3.∵AB=AD,∴.∴∠ACB=∠ACD.∵∠BDC=∠BAC,∴△DEC∽△ABC.∴.∴BC?CD=AC?EC=4×3=12.(3)解:①∵AE=1,EF=2,∴AB=AD=AF=AE+EF=3.∵△AED∽△ADC,∴=.∴AC=3AD=9.∴CE=AC﹣AE=8.∵∠CAD=∠CBD,∠CEB=∠DEA,∴△AED∽△BEC.∴.∴.∴DE=,BC=3x.∵∠ABD=∠ACD,∠AEB=∠DEC,∴△AEB∽△DEC.∴.∴.∴DC=.∴△BCD的周長=BC+CD+BE+DE=3x++x+=4x+.②∵BC為⊙O的直徑,∴∠BAC=90°.∴BC===3.∴△BCD外接圓半徑為.在Rt△ABE中,BE===.由①的結(jié)論可得:DE==,CD=,△BCD的周長=4+=,∴BD=BE+DE=.設(shè)△BCD內(nèi)切圓半徑為r,∴△BCD的周長×r=×BD?CD.∴r=×.∴r=.∴△BCD內(nèi)切圓半徑與外接圓半徑的比值==.【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了等腰三角形的性質(zhì),圓周角定理,垂徑定理,相似三角形的判定與性質(zhì),三角形的外接圓半徑和內(nèi)切圓半徑,熟練掌握?qǐng)A的有關(guān)性質(zhì)和相似三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.5.(2021秋?驛城區(qū)校級(jí)期中)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為A(0,2),B(8,8),點(diǎn)C(m,0)為x軸正半軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn).(1)當(dāng)m=4時(shí),寫出線段AC=2,BC=4.(2)求△ABC的面積.(用含m的代數(shù)式表示)(3)當(dāng)點(diǎn)C在運(yùn)動(dòng)時(shí),是否存在點(diǎn)C使△ABC為直角三角形,如果存在,請(qǐng)求出這個(gè)三角形的面積;如果不存在,請(qǐng)說明理由.【分析】(1)過點(diǎn)B作BE⊥x軸于E,由A、B、C點(diǎn)的坐標(biāo)可得BE=8,OE=8,AO=2,OC=4,由勾股定理可求解;(2)分兩種情況討論,由面積關(guān)系可求解;(3)分三種情況討論,由勾股定理可求解.【解答】解:(1)如圖,過點(diǎn)B作BE⊥x軸于E,∵點(diǎn)A(0,2),點(diǎn)B(8,8),點(diǎn)C(4,0)∴BE=8,OE=8,AO=2,OC=4,∴CE=4,∴AC===2,BC==4,故答案為:2,4;(2)當(dāng)點(diǎn)C在OE上時(shí),∵點(diǎn)A(0,2),點(diǎn)B(8,8),點(diǎn)C(m,0)∴BE=8,OE=8,AO=2,OC=m,∴S△ABC=×(AO+BE)×OE﹣×AO×OC﹣×BE×CE,∴S△ABC=×(2+8)×8﹣×2×m﹣×8×(8﹣m)=8+3m;當(dāng)點(diǎn)C在線段OE的延長線上時(shí),∵S△ABC=×(AO+BE)×OE+×BE×CE﹣×AO×OC∴S△ABC=×(2+8)×8+×8×(m﹣8)﹣×2×m=3m+8,綜上所述:S△ABC=3m+8;(3)當(dāng)∠BAC=90°時(shí),BC2=AB2+AC2,則64+(8﹣m)2=64+(8﹣2)2+4+m2,解得m=,∴S△ABC=3×+8=;當(dāng)∠ACB=90°時(shí),AB2=AC2+BC2,則64+(8﹣2)2=4+m2+64+(8﹣m)2,解得m=4,∴S△ABC=3×4+8=20;當(dāng)∠ABC=90°時(shí),AC2=AB2+BC2,則4+m2=64+(8﹣2)2+64+(8﹣m)2,解得m=14,∴S△ABC=3×14+8=50;綜上所述:存在m的值為或4或14,使△ABC為直角三角形,面積為或20或50.【點(diǎn)評(píng)】本題是三角形綜合題,考查了直角三角形的性質(zhì),勾股定理,利用分類討論思想解決問題是本題的關(guān)鍵.題型三:胡不歸模型一.填空題(共4小題)1.(2021秋?北碚區(qū)校級(jí)期末)如圖,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,CD=4,M,N分別是邊AB,AD的動(dòng)點(diǎn),滿足AM=DN,連接CM、CN,E是邊CM上的動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)是CM上靠近C的四等分點(diǎn),連接AE、BE、NF,當(dāng)△CFN面積最小時(shí),BE+AE的最小值為3.【分析】連接MN、AC,由菱形ABCD的性質(zhì)和∠BAD=120°得到AB=AD=CD、∠BAC=∠DAC=∠ADC=60°,從而得到△ADC和△ABC為等邊三角形,然后得到AC=DC,然后結(jié)合AM=DN得證△AMC≌△DNC,得到CM=CN、∠DCN=∠ACM,從而得到∠MCN=60°,得到△CMN為等邊三角形,由點(diǎn)F是CM上靠近點(diǎn)C的四等分點(diǎn)得到S△CFN=S△CMN,所以△CMN的面積最小時(shí),△CFN的面積也最小,從而有當(dāng)CN和CM最短,即CN⊥AD、CM⊥AB時(shí)△CFN的面積最小,取BE的中點(diǎn)為點(diǎn)G,連接MG,由△ABC為等邊三角形和CM⊥AB得到點(diǎn)M是AB的中點(diǎn)、AE=BE,進(jìn)而有MG=AE=BE,所以BE+AE=AE,最后由點(diǎn)E是CM上的動(dòng)點(diǎn),得到AE的最小值即為AM的長度,從而求得結(jié)果.【解答】解:如圖,連接MN、AC,∵四邊形ABCD是菱形,∠BAD=120°,∴AB=AD=CD,∠BAC=∠DAC=∠ADC=60°,∴△ADC和△ABC為等邊三角形,∴AC=DC,∠ACD=60°,∵AM=DN,∴△AMC≌△DNC(SAS),∴CM=CN,∠DCN=∠ACM,∴∠MCN=∠MCA+∠ACN=∠DCN+∠ACN=∠ACD=60°,∴△CMN為等邊三角形,∵點(diǎn)F是CM上靠近點(diǎn)C的四等分點(diǎn),∴S△CFN=S△CMN,∴△CMN的面積最小時(shí),△CFN的面積也最小,∵S△CMN=,∴當(dāng)CN和CM長度最短時(shí),S△CMN的面積最小,即CN⊥AD,CM⊥AB時(shí)△CFN的面積最小,取BE的中點(diǎn)為點(diǎn)G,連接MG,∵△ABC為等邊三角形,CM⊥AB,∴點(diǎn)M是AB的中點(diǎn),∴AE=BE,∴MG=AE=BE,∴BE+AE=AE+AE=AE,∵點(diǎn)E是CM上的動(dòng)點(diǎn),∠AME=90°,∴AE的最小值即為AM的長度,∵CD=4,∴AM=AB=2,∴(BE+AE)最小值=×2=3,故答案為:3.【點(diǎn)評(píng)】本題考查了菱形的性質(zhì)、等邊三角形的判定與性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、垂線段最短、等邊三角形的面積,將求三角形CFN的面積最小值轉(zhuǎn)化為CM和CN的最小值是解題的關(guān)鍵.2.(2022?鄖西縣模擬)如圖,在△ABC中,∠A=90°,∠C=30°,AB=2,若D是BC邊上的動(dòng)點(diǎn),則2AD+DC的最小值為6.【分析】變形2AD+CD=2(AD+CD),在BC的下方作∠BCL=30°,作DE⊥CL,則DE=CD,進(jìn)而求得.【解答】解:如圖,在Rt△ABC中,AB=2,∠C=30°,∴AC==2,在BC的下方作∠BCL=30°,作AF⊥CL于F,作DE⊥CL于E,∴DE=CD?sin30°=CD,AF=AC?sin∠ACL=2=3,∴AD+=AD+DE≥AE≥AF,∴當(dāng)D點(diǎn)在D′時(shí),(AD+)最?。紸F=3,∴2AD+CD=[2(AD+CD)]最?。?×3=6,故答案是6.【點(diǎn)評(píng)】本題考查了“胡不歸“問題,即PA+k?PB問題,關(guān)鍵構(gòu)造出k或.3.(2022?貢井區(qū)模擬)如圖,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于點(diǎn)E,D是線段BE上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則CD+BD的最小值是4.【分析】如圖,作DH⊥AB于H,CM⊥AB于M.由tanA==2,設(shè)AE=a,BE=2a,利用勾股定理構(gòu)建方程求出a,再證明DH=BD,推出CD+BD=CD+DH,由垂線段最短即可解決問題.【解答】解:如圖,作DH⊥AB于H,CM⊥AB于M.∵BE⊥AC,∴∠AEB=90°,∵tanA==2,設(shè)AE=a,BE=2a,則有:100=a2+4a2,∴a2=20,∴a=2或﹣2(舍棄),∴BE=2a=4,∵AB=AC,BE⊥AC,CM⊥AB,∴CM=BE=4(等腰三角形兩腰上的高相等))∵∠DBH=∠ABE,∠BHD=∠BEA,∴sin∠DBH===,∴DH=BD,∴CD+BD=CD+DH,∴CD+DH≥CM,∴CD+BD≥4,∴CD+BD的最小值為4.故答案為4.【點(diǎn)評(píng)】本題考查解直角三角形,等腰三角形的性質(zhì),垂線段最短等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,用轉(zhuǎn)化的思想思考問題,屬于中考??碱}型.4.(2020?渝中區(qū)校級(jí)自主招生)已知在正方形ABCD中,AB=5,點(diǎn)N在DC的延長線上,過D作BN的垂線分別交BC、BN于點(diǎn)P和點(diǎn)M,點(diǎn)Q在CD邊上且滿足=,連接AE、CE,則CE+(+1)AE的最小值等于.【分析】先證明△BCN≌△DCP(ASA),再由=得出∠BED=120°,進(jìn)而有E在以O(shè)為圓心,BO為半徑的圓上,再延長CA至F使得,OF=(+1)OE,構(gòu)造△AOE∽△EOF,從而有CE+(+1)AE=CE+EF≥CF,再由勾股定理求出CF即可.【解答】解:∵四邊形ABCD是正方形,∴BC=CD,∠BCN=∠DCP,∵DM⊥BN,∴∠NBC=∠PDC,∴△BCN≌△DCP(ASA),∴CP=CN,∵AB=5,∴=可以變形為,∴,∴,∴,由正弦定理得:,∴sin∠QBN=,∴∠QBN=30°,∴∠QBC+∠BCD+∠PCQ=∠BED=120°,如圖,連接BD,AC交于G點(diǎn),在BD上取一點(diǎn)O,連接BO、CO,使得∠BQD=120°,∴E在以O(shè)為圓心,BO為半徑的圓上,延長CA至F使得,OF=(+1)OE,∵AB=5,∴BD=AC=5,∴BO=OE==,AG=GC==,∵∠OBG=30°,∴OG=OB=,∴OA=﹣,∴==,∴=,∵∠AOE=∠EOF,∴△AOE∽△EOF,∴EF=()AE,∴CE+(+1)AE=CE+EF≥CF,∵CF=OF+OC,∴CF=(+1)OE+OC=,∴CE+(+1)AE的最小值等于.故答案為:.【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了全等三角形的判定與性質(zhì)、正弦定理、圓周角定理、相似三角形的判定與性質(zhì)、勾股定理,解決此題的關(guān)鍵是根據(jù)正弦定理將=轉(zhuǎn)化為∠BED=120°,判斷出E在以O(shè)為圓心,BO為半徑的圓上,構(gòu)造△AOE∽△EOF將CE+(+1)AE最小值轉(zhuǎn)化為CF.二.解答題(共5小題)5.(2022春?沙坪壩區(qū)校級(jí)期中)在菱形ABCD中,∠DAB=30°.(1)如圖1,過點(diǎn)B作BE⊥AD于點(diǎn)E,連接CE,點(diǎn)F是線段CE的中點(diǎn),連接BF,若ED=2﹣,求線段BF的長度;(2)如圖2,過點(diǎn)B作BE⊥AD于點(diǎn)E,連接CE,過點(diǎn)D作DM⊥DC,連接MC,且∠MCE=15°,連接ME,請(qǐng)?zhí)剿骶€段BE,DM,EM之間的數(shù)量關(guān)系,并證明;(3)如圖3,連接AC,點(diǎn)Q是對(duì)角線AC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),若AB=2,求QB+QC+QD的最小值.【分析】(1)設(shè)菱形ABCD的邊長為a,利用勾股定理建立方程求解即可得出a=2,在Rt△CBE中,CE===,再運(yùn)用直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半即可得出答案;(2)如圖2,在BE上截取BN=DM,連接CN,可證△CBN≌△CDM(SAS),再證△CEN≌△CEM(SAS),即可證得結(jié)論;(3)如圖3,過點(diǎn)C在直線AC的上方作∠ACK=30°,分別過點(diǎn)B、Q作BH⊥CK于點(diǎn)H,QG⊥CK于點(diǎn)G,BH交AC于點(diǎn)Q′,連接BG,則QG=QC,QB+QC+QD=QC+2QB=2(QC+QB)=2(QG+QB),當(dāng)點(diǎn)Q與Q′重合時(shí),QG+QB的值最小,當(dāng)點(diǎn)Q與Q'重合時(shí),QG+QB=Q′H+BQ'=BH.再根據(jù)菱形性質(zhì)和等腰直角三角形性質(zhì)即可求得答案.【解答】解:(1)設(shè)菱形ABCD的邊長為a,則AB=AD=a,AD∥BC,∴AE=AD﹣DE=a﹣(2﹣),∵BE⊥AD,∠DAB=30°,∴BE=AB=a,在Rt△ABE中,AE2+BE2=AB2,∴[a﹣(2﹣)]2+(a)2=a2,解得:a=2或a=14﹣8(舍去),∴BC=2,BE=1,在Rt△CBE中,CE===,∵點(diǎn)F是線段CE的中點(diǎn),∴BF=CE=;(2)BE=DM+EM.證明:如圖2,在BE上截取BN=DM,連接CN,∵四邊形ABCD是菱形,∴CB=CD,∠BCD=∠DAB=30°,在△CBN和△CDM中,,∴△CBN≌△CDM(SAS),∴∠BCN=∠DCM,CN=CM,∵∠BCN+∠DCN=30°,∴∠DCM+∠DCN=30°,即∠MCN=30°∵∠MCE=15°,∴∠NCE=∠MCN﹣∠MCE=30°﹣15°=15°,∴∠NCE=∠MCE,在△CEN和△CEM中,,∴△CEN≌△CEM(SAS),∴EN=EM,∵BE=BN+EN,∴BE=DM+EM;(3)如圖3,過點(diǎn)C在直線AC的上方作∠ACK=30°,分別過點(diǎn)B、Q作BH⊥CK于點(diǎn)H,QG⊥CK于點(diǎn)G,BH交AC于點(diǎn)Q′,連接BG,則QG=QC,∵B、D關(guān)于直線AC對(duì)稱,∴QB=QD,∴QB+QC+QD=QC+2QB=2(QC+QB)=2(QG+QB),當(dāng)點(diǎn)Q與Q′重合時(shí),QG+QB的值最小,當(dāng)點(diǎn)Q與Q'重合時(shí),QG+QB=Q′H+BQ'=BH.當(dāng)點(diǎn)Q與Q'不重合時(shí),QG+BQ>BG>BH.∵四邊形ABCD是菱形,∠BCD=30°,∴∠BCA=∠BCD=15°,又∵∠ACK=30°,∴∠BCK=∠BCA+∠ACK=45°,∵∠BHC=90°,BC=AB=2,∴BH===2,即QG+QB的最小值是2.∴QB+QC+QD的最小值是4.【點(diǎn)評(píng)】本題是菱形綜合題,考查的是軸對(duì)稱﹣?zhàn)疃搪窂絾栴}、點(diǎn)到直線的距離﹣垂線段最短,菱形的性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)、等腰直角三角形的性質(zhì)、勾股定理等,掌握軸對(duì)稱﹣?zhàn)疃搪窂降拇_定方法、靈活運(yùn)用勾股定理是解題的關(guān)鍵.6.(2021?津南區(qū)一模)已知拋物線y=x2﹣2x+c交x軸于A,B兩點(diǎn),且點(diǎn)B的坐標(biāo)為(3,0),其對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)C.(Ⅰ)求該拋物線的頂點(diǎn)D的坐標(biāo);(Ⅱ)設(shè)P是線段CD上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)P不與點(diǎn)C,D重合).①過點(diǎn)P作y軸的垂線l交拋物線(對(duì)稱軸右側(cè))于點(diǎn)Q,連接QB,QD,求△QBD面積的最大值;②連接PB,求PD+PB的最小值.【分析】(Ⅰ)用待定系數(shù)法可得拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3,即可得拋物線的頂點(diǎn)D的坐標(biāo)是(1,﹣4);(Ⅱ)①過Q作QE∥y軸交BP于E,由B(3,0),D(1,﹣4)可得直線BD解析式為y=2x﹣6,設(shè)Q(m,m2﹣2m﹣3),其中1<m<3,則E(m,2m﹣6),EQ=﹣m2+4m﹣3,可得S△QBD=EQ?|xB﹣xD|=﹣(m﹣2)2+1,根據(jù)二次函數(shù)性質(zhì)即得△QBD面積的最大值是1;②連接AD,過A作AH⊥BD于H,過P作PF⊥BD于F,連接AP,由P在拋物線對(duì)稱軸上,得PA=PB,在Rt△DBC中可得sin∠BDC===,在Rt△DPF中,PF=PD?sin∠PDF=PD,即知PD+PB=(PD+PB)=(PF+PA)≥AH,由2S△ABD=AB?CD=BD?AH得AH==,即可得PD+PB的最小值是8.【解答】解:(Ⅰ)∵拋物線y=x2﹣2x+c經(jīng)過點(diǎn)B(3,0),∴9﹣6+c=0,解得c=﹣3,∴拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3,∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴拋物線的頂點(diǎn)D的坐標(biāo)是(1,﹣4);(Ⅱ)①過Q作QE∥y軸交BD于E,如圖:設(shè)直線BD解析式為y=kx+b,將B(3,0),D(1,﹣4)代入得:,解得,∴直線BD解析式為y=2x﹣6,根據(jù)題意知Q在線段BD下方,設(shè)Q(m,m2﹣2m﹣3),其中1<m<3,則E(m,2m﹣6),∴EQ=2m﹣6﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3,∴S△QBD=EQ?|xB﹣xD|=(﹣m2+4m﹣3)×(3﹣1)=﹣m2+4m﹣3=﹣(m﹣2)2+1,∵﹣1<0,1<m<3,∴m=2時(shí),S△QBD最大值為1,答:△QBD面積的最大值是1;②連接AD,過A作AH⊥BD于H,過P作PF⊥BD于F,連接AP,如圖:∵P在拋物線對(duì)稱軸上,∴PA=PB,在Rt△DBC中,BD===2,∴sin∠BDC===,在Rt△DPF中,PF=PD?sin∠PDF=PD,∴PD+PB=(PD+PB)=(PF+PA)≥AH,由2S△ABD=AB?CD=BD?AH得:AH===,∴PD+PB≥×=8,即PD+PB的最小值是8.【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)綜合應(yīng)用,涉及待定系數(shù)法、三角形面積、“胡不歸”問題等,解題的關(guān)鍵是作輔助線,轉(zhuǎn)化PD+PB為(PF+PA).7.(2021?番禺區(qū)一模)如圖,△ABC中,∠A=120°,AB=AC,過點(diǎn)A作AO⊥AC交BC于點(diǎn)O.(1)求證:BO=BC;(2)設(shè)AB=k.①以O(shè)B為半徑的⊙O交BC邊于另一點(diǎn)P,點(diǎn)D為CA邊上一點(diǎn),且CD=2DA.連接DP,求S△CPD.②點(diǎn)Q是線段AB上一動(dòng)點(diǎn)(不與A、B合),連接OQ,在點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)過程中,求AQ+2OQ的最小值.【分析】(1)證明AO=CO,BO=AO,即可得到結(jié)論;(2)①Rt△AOC中求出OA,Rt△AOD中求出tan∠AOD可得∠AOD=30°,利用△AOD≌△POD證明∠DPO=∠AOD=90°,DA=DP,即可得到答案;②以A為頂點(diǎn),AB為一邊,在△ABC外部作∠BAN=30°,過Q作QN⊥AN于N,過O作OM⊥AN于M,連接OQ,由NQ=AQ,AQ+2OQ=2(AQ+OQ),故求出NQ+OQ最小值即OM的最小值即可.【解答】解:(1)證明:∵∠A=120°,AB=AC,∴∠B=∠C=30°,∵AO⊥AC,∴∠OAC=90°,∠BAO=30°,∴BO=AO,AO=CO,∴BO=CO,∴BO=BC;(2)①如圖:∵AB=k,∴AC=k,Rt△AOC中,tanC=,∴OA=k=OB,∵∠C=30°,∴OC=2OA=k,∴CP=OC﹣OP=OC﹣OA=k,∵CD=2DA,∴DA=,DC=,Rt△AOD中,tan∠AOD===,∴∠AOD=30°,∵∠AOC=180°﹣∠OAC﹣∠C=60°,∴∠AOD=∠DOP=30°,又OA=OP,OD=OD,∴△AOD≌△POD(SAS),∴∠DPO=∠OAD=90°,DA=DP,∴DP=,∴S△CPD=CP?DP=k2;②以A為頂點(diǎn),AB為一邊,在△ABC外部作∠BAN=30°,過Q作QN⊥AN于N,過O作OM⊥AN于M,連接OQ,如圖:在Rt△AQN中,∠BAN=30°,∴NQ=AQ,∵AQ+2OQ=2(AQ+OQ),∴AQ+2OQ最小,即是AQ+OQ最小,故NQ+OQ最小,此時(shí)ON⊥AN,Q與Q'重合,N與M重合,OM長度即是AQ+OQ的最小值,而由①知:OA=k,∠OAM=∠OAB+∠BAM=60°,Rt△AOM中,sin∠OAM=,∴sin60°=,∴OM=,∴AQ+OQ的最小值為,∴AQ+2OQ的最小值是k.【點(diǎn)評(píng)】本題考查等腰三角形的性質(zhì)及應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是構(gòu)造“胡不歸”模型.8.(2021?羅湖區(qū)校級(jí)模擬)已知拋物線y=ax2+bx(a,b為常數(shù),a≠0)與x軸的正半軸交于點(diǎn)A,其頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,4).(Ⅰ)求拋物線的解析式;(Ⅱ)點(diǎn)P是拋物線上位于直線AC上方的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求△PAC面積的最大值;(Ⅲ)點(diǎn)Q是拋物線對(duì)稱軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接QA,求QC+QA的最小值.【分析】(1)由頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,4)列方程即可得答案;(2)設(shè)P橫坐標(biāo)為m,用m的代數(shù)式表示△PAC面積即可得出答案;(3)將QC+QA化為(QC+QA),屬“胡不歸”問題,作sin∠ECD=,把所求問題轉(zhuǎn)化為求垂線段即可.【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx頂點(diǎn)C的坐標(biāo)為(2,4),∴,解得,∴拋物線的解析式為y=﹣x2+4x,(2)過P作PQ交AC于Q,如答圖1:∵拋物線的解析式為y=﹣x2+4x,∴令y=0得x1=0,x2=4,∴A(4,0),設(shè)直線AC解析式為y=kx+b,將A(4,0)、C(2,4)代入得:,解得,∴直線AC解析式為y=﹣2x+8,設(shè)P(m,﹣m2+4m),則Q(m,﹣2m+8),∴PQ=(﹣m2+4m)﹣(﹣2m+8)=﹣m2+6m﹣8,∴S△PAC=S△PAQ+S△PCQ=PQ?(xA﹣xC)=(﹣m2+6m﹣8)×(4﹣2)=﹣m2+6m﹣8,當(dāng)m==3時(shí),S△PAC最大為1,∴△PAC面積的最大值是1;(3)∵QC+QA=(QC+QA),∴要使QC+QA最小,即是QC+QA最小,設(shè)拋物線對(duì)稱軸交x軸于D,以C為頂點(diǎn),CD為一邊,在對(duì)稱軸左側(cè)作∠ECD,使sin∠ECD=,過A作AB⊥CB于B,交CD于Q′,過Q作QF⊥CE于F,如答圖2:∵sin∠ECD=,QF⊥CE,∴QF=QC,∴QC+QA最小即是QF+QA最小,此時(shí)F與B重合,Q與Q′重合,QC+QA的最小值即是AB的長度,∵∠BQ′C=∠AQ′D,∠Q/BC=∠Q′DA=90°,∴∠ECD=∠Q′AD,∵sin∠ECD=,∴sin∠Q′AD=,可得tan∠Q′AD=,cos∠Q′AD=,而A(4,0)、C(2,4)知DA=2,∴Q′A=,Q′D=1,∴Q′C=3,∵sin∠ECD=,∴Q′B=,∴AB=Q′A+Q′B=,∴QC+QA最小為,∴QC+QA最小為(QC+QA)=8.【點(diǎn)評(píng)】本題考查二次函數(shù)綜合知識(shí),設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)表示線段長、轉(zhuǎn)化所求問題為求垂線段長是解題的關(guān)鍵,本題難度較大.9.(2021秋?簡陽市期中)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為4,直線l1:y=x+2經(jīng)過點(diǎn)D,分別與x、y軸交于點(diǎn)A、B兩點(diǎn).直線l2:y=kx+b經(jīng)過點(diǎn)D及點(diǎn)C(1,0).(1)求出直線l2的解析式.(2)在直線l2上是否存在點(diǎn)E,使△ABE與△ABO的面積相等,若存在,求出點(diǎn)E的坐標(biāo),若不存在,請(qǐng)說明理由.(3)如圖2,點(diǎn)P為線段AD上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接CP,一動(dòng)點(diǎn)H從點(diǎn)C出發(fā),沿線段CP以每秒2個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到P,再沿線段PD以每秒個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到D后停止,求H點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的最少用時(shí).【分析】(1)利用C,D兩點(diǎn)坐標(biāo)代入y=kx+b,解方程組即可解決問題;(2)存在.如圖1中,作OE∥AB交CD于E.由AB∥OE,可得S△ABE=S△ABO,構(gòu)建方程組求出點(diǎn)E坐標(biāo)即可;(3)如圖2中,作DM∥AC,PH⊥DM于H,CH′⊥DM于H′交AD于P′.由題意H點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間t=+=(PC+),易知∠MDA=∠BAO=45°,推出PH=,推出t=(PC+PH),根據(jù)此線段最短可知,當(dāng)點(diǎn)H與H′共線時(shí),t的值最小,最小值=CH′;【解答】解:(1)由題意A(﹣2,0),B(0,2),D(4,6),C(1,0),則有,解得,∴直線l2的解析式為y=2x﹣2.(2)存在.①當(dāng)點(diǎn)E在線段CD上時(shí),如圖1中,作OE∥AB交CD于E.∵AB∥OE,∴S△ABE=S△ABO,∵直線OE的解析式為y=x,由,解得,∴E(2,2).②當(dāng)點(diǎn)E′在線段CD的延長線上時(shí),由,解得,∴E′(6,10).綜上所述,滿足條件的點(diǎn)E坐標(biāo)為(2,2)或(6,10).(3)如圖2中,作DM∥AC,PH⊥DM于H,CH′⊥DM于H′交AD于P′.由題意H點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的時(shí)間t=+=(PC+),∵A(﹣2,0),B(0,2),∴OA=OB,∴∠MDA=∠BAO=45°,∴PH=,∴t=(PC+PH),根據(jù)此線段最短可知,點(diǎn)H與H′共線時(shí),t的值最小,最小值=CH′=3s,∴H點(diǎn)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的最少用時(shí)為3s.【點(diǎn)評(píng)】本題考查一次函數(shù)綜合題、待定系數(shù)法、平行線的性質(zhì)、等高模型、垂線段最短等知識(shí),解題的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題,學(xué)會(huì)用轉(zhuǎn)化的思想思考問題,屬于中考?jí)狠S題.題型四:阿氏圓模型一.填空題(共2小題)1.(2022春?長順縣月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E分別是邊BC、AC上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且DE=4,P是DE的中點(diǎn),連接PA,PB,則PA+PB的最小值為.【分析】如圖,在CB上取一點(diǎn)F,使得CF=,連接PF,AF.利用相似三角形的性質(zhì)證明PF=PB,根據(jù)PF+PA≥AF,利用勾股定理求出AF即可解決問題.【解答】解:如圖,在CB上取一點(diǎn)F,使得CF=,連接PF,AF.∵∠DCE=90°,DE=4,DP=PE,∴PC=DE=2,∵=,=,∴=,∵∠PCF=∠BCP,∴△PCF∽△BCP,∴==,∴PF=PB,∴PA+PB=PA+PF,∵PA+PF≥AF,AF===,∴PA+PB≥,∴PA+PB的最小值為,故答案為.【點(diǎn)評(píng)】本題考查阿氏圓問題,勾股定理,相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造相似三角形解決問題,學(xué)會(huì)用轉(zhuǎn)化的思想思考問題.2.(2020秋?天寧區(qū)校級(jí)月考)如圖,已知菱形ABCD的邊長為8,∠B=60°,圓B的半徑為4,點(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則PD﹣PC的最大值為2.【分析】連接PB,在BC上取一點(diǎn)G,使得BG=2,連接PG,DG,過點(diǎn)D作DH⊥BC交BC的延長線于H.利用相似三角形的性質(zhì)證明PG=PC,再根據(jù)PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,求出DG,可得結(jié)論.【解答】解:連接PB,在BC上取一點(diǎn)G,使得BG=2,連接PG,DG,過點(diǎn)D作DH⊥BC交BC的延長線于H.∵PB=4,BG=2,BC=8,∴PB2=BG?BC,∴=,∵∠PBG=∠CBP,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∵四邊形ABCD是菱形,∴AB∥CD,AB=CD=BC=8,∴∠DCH=∠ABC=60°,在Rt△CDH中,CH=CD?cos60°=4,DH=CD?sin60°=4,∴GH=CG+CH=6+4=10,∴DG===2,∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,∴PD﹣PC≤2,∴PD﹣PC的最大值為2.【點(diǎn)評(píng)】本題考查阿氏圓問題,菱形的性質(zhì),解直角三角形,相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造相似三角形解決問題,屬于中考填空題中的壓軸題.二.解答題(共3小題)3.(2021?渝中區(qū)校級(jí)自主招生)如圖,在△ABC與△DEF中,∠ACB=∠EDF=90°,BC=AC,ED=FD,點(diǎn)D在AB上.(1)如圖1,若點(diǎn)F在AC的延長線上,連接AE,探究線段AF、AE、AD之間的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;(2)如圖2,若點(diǎn)D與點(diǎn)A重合,且AC=3,DE=4,將△DEF繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn),連接BF,點(diǎn)G為BF的中點(diǎn),連接CG,在旋轉(zhuǎn)的過程中,求CG+BG的最小值;(3)如圖3,若點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),連接BF、CE交于點(diǎn)M,CE交AB于點(diǎn)N,且BC:DE:ME=7:9:10,請(qǐng)直接寫出的值.【分析】(1)過F作FH⊥AB于H,過E作EG⊥AB于G,結(jié)合K字型全等,等腰直角三角形,四點(diǎn)共圓即可得到答案;(2)第二問考察隱圓問題與阿氏圓,取AB的中點(diǎn)O,連接OG,在OB上取OH=,連接GH,構(gòu)建相似,轉(zhuǎn)化線段即可得到答案;(3)過點(diǎn)C作BF平行線,點(diǎn)F作BC平行線交于點(diǎn)G;過點(diǎn)G作GH⊥BF于點(diǎn)H,過點(diǎn)K作KI⊥FG,證明△BDF≌△CDE,設(shè)BC=7t,則DE=9t,ME=10t,結(jié)合勾股定理、相似三角形及解直角三角形的知識(shí)進(jìn)行計(jì)算.【解答】解:(1)線段AF、AE、AD之間的數(shù)量關(guān)系:,證明如下:過F作FH⊥AB于H,過E作EG⊥AB于G,如圖:∵FH⊥AB,EG⊥AB,∠EDF=90°,∴∠FHD=∠DGE=90°,∠FDH=90°﹣∠EDG=∠DEG,且DF=DE,∴△FHD≌△DGE(AAS),∴FH=DG=AD+AG,∵∠ACB=∠EDF=90°,BC=AC,ED=FD,∴∠FAB=∠FED=45°,∴點(diǎn)F、D、A、E四點(diǎn)共圓,∴∠FAE=∠FDE=90°,∠EAG=∠DFE=45°,∵FH⊥AB,EG⊥AB,∠BAC=45°,∴△FAH和△EAG為等腰直角三角形,∴AF=FH,AE=AG,∴AF=(AD+AG)=AD+AG=AD+AE;(2)取AB的中點(diǎn)O,連接OG,在OB上取OH=,連接GH,如圖:∵G為BF的中點(diǎn),O為AB中點(diǎn),∴OG是△ABF的中位線,∴OG=AF=DF=DE=2,∵AC=3,∴AB=AC=6,OB=AB=3,∴=,而==,∴=,又∠HOG=∠GOB,∴△HOG∽△GOB,∴==,∴HG=BG,∴,要使CG+BG的最小,需CG+HG最小,∴當(dāng)H、G、C三點(diǎn)共線時(shí),CG+BG的最小,CG+BG的最小值是CH,如圖:∵OC=AB=3,OH=,∴CH==,∴CG+BG的最小值是CH=×=.(3)過點(diǎn)C作BF平行線,點(diǎn)F作BC平行線交于點(diǎn)G;過點(diǎn)G作GH⊥BF于點(diǎn)H,過點(diǎn)K作KI⊥FG;如圖:∵∠BDC=∠FDE=90°,∴∠BDC+∠CDF=∠FDE+∠CDF,即∠BDF=∠CDE,且CD=BD,DE=DF,∴△BDF≌△CDE(SAS),∴BF=CE,∠DEC=∠DFB,∵∠DEC+∠DPE=90°,∠DPE=∠MPF,∴∠DFB+∠MPF=90°,∴∠FME=90°由BC:DE:ME=7:9:10,設(shè)BC=7t,則DE=9t,ME=10t;∴EF=DE=9t,∵CG∥BF,F(xiàn)G∥BC,∴四邊形BFGC為平行四邊形,∴CE=BF=CG,∠ECG=∠FME=90°,∴△ECG為等腰直角三角形,∴∠CGE=45°=∠GKH,∴△GKH為等腰直角三角形,∴=,==,=,∴,∴△CDE∽△GFE,∴∠DCE=∠FGE,∴;Rt△MFE中,MF==t,∴FK=MK﹣MF=ME﹣MF=10t﹣t,F(xiàn)G=BC=7t,設(shè)∠GFH=α,∠KGI=∠NCD=β,∴=,Rt△FKI中,sinα=,∴,∵GH=,∴KI=FK?=,∴sinβ=====,∴.【點(diǎn)評(píng)】本題考查等腰直角三角形中的旋轉(zhuǎn)變換,涉及全等三角形的判定與性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、解直角三角形、勾股定理等知識(shí),中間穿插了不同的模型,對(duì)模型的運(yùn)用與轉(zhuǎn)化能力要求很高,難度較大,屬于壓軸題,解題的關(guān)鍵是作輔助線,構(gòu)造全等三角形或相似三角形.4.(2021?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,在四邊形ABCD中,AC交BD于點(diǎn)E,△ADE為等邊三角形.(1)若點(diǎn)E為BD的中點(diǎn),AD=4,CD=5,求△BCE的面積;(2)如圖2,若BC=CD,點(diǎn)F為CD的中點(diǎn),求證:AB=2AF;(3)如圖3,若AB∥CD,∠BAD=90°,點(diǎn)P為四邊形ABCD內(nèi)一點(diǎn),且∠APD=90°,連接BP,取BP的中點(diǎn)Q,連接CQ.當(dāng)AB=6,AD=4,tan∠ABC=2時(shí),求CQ+BQ的最小值.【分析】(1)如圖1中,過點(diǎn)C作CH⊥BD于H,設(shè)EH=x.利用勾股定理構(gòu)建方程求出x,即可解決問題.(2)如圖2中,延長AF到G,使得AF=FG,連接DG,CG,延長GC交BD于T,過點(diǎn)C作CH⊥BD于H.想辦法證明△AEB≌△ADG(SAS),可得結(jié)論.(3)如圖3中,取AD的中點(diǎn)O,連接OP,OB,OC,取OB的中點(diǎn)J,連接QJ,CJ,過點(diǎn)C作CF⊥AB于F,在JB上取一點(diǎn)T,使得JT=,連接QT,TC.想辦法證明△QJT∽△BJQ,推出===,推出QT=BQ,推出CQ+BQ=CQ+QT≥CT,求出CT,可得結(jié)論.【解答】(1)解:如圖1中,過點(diǎn)C作CH⊥BD于H,設(shè)EH=x.∵△ADE是等邊三角形,∴AD=DE=4,∠AED=∠CEH=60°,∵∠CHE=90°,∴CH=EH?tan60°=x,∵CD2=CH2+DH2,∴25=3x2+(x+4)2,∴4x2+8x﹣9=0∴x=或(舍棄),∴CH=,∴S△BEC=×4×=﹣2.解法二:過點(diǎn)B作BJ⊥AC交AC的延長線于J,過點(diǎn)D作DT⊥AE于T.證明BJ=DT,求出DT,即可解決問題.(2)證明:如圖2中,延長AF到G,使得FG=AF,連接DG,CG,延長GC交BD于T,過點(diǎn)C作CH⊥BD于H.∵AF=FG,CF=FD,∴四邊形ACGD是平行四邊形,∴AC∥DG,GC∥AD,∴∠CAD+∠ADG=180°,∵△ADE是等邊三角形,∴AE=AD,∠AED=∠ADE=∠EAD=60°,∴∠AEB=∠ADG=120°,∴∠CGD=∠EAD=60°=∠GDT,∴△DGT是等邊三角形,∴DG=DT,∠CTE=∠CET=60°,∴△CET是等邊三角形,∴CT=CE,∠CTE=∠CET=60°,∵CB=CD,CH⊥BD,∴BH=DH,TH=EH,∴BT=DE,∴BE=DT=DG,∴△AEB≌△ADG(SAS),∴AB=AG=2AF.(3)解:如圖3中,取AD的中點(diǎn)O,連接OP,OB,OC,取OB的中點(diǎn)J,連接QJ,CJ,過點(diǎn)C作CF⊥AB于F,在JB上取一點(diǎn)T,使得JT=,連接QT,TC.∵AB∥CD,∠BAD=90°,∴∠ADC=90°,∵CF⊥AB,∴∠CFA=90°,∴四邊形AFCD是矩形,∴AD=CF=4,∵tan∠CBA==2,∴BF=2,∵AB=6,∴AF=4,∴AD=AF,∴四邊形AFCD是正方形,∵BC===2,CO===2,OB==4,∴CB=CO,∵CF=CD,∠CFB=∠CDO=90°,∴Rt△CFB≌Rt△CDO(HL),∴∠BCF=∠DCO,∴∠BCO=∠DCF=90°,∵BJ=JO,∴CJ=OB=2,∴CT===,∵BQ=QP,BJ=JO,∴QJ=OP=,∵QJ2=2,TJ?JB=×2=2,∴QJ2=JT?JB,∴=,∵∠QJT=∠QJB,∴△QJT∽△BJQ,∴===,∴QT=BQ,∴CQ+BQ=CQ+QT≥CT=,∴CQ+BQ的最小值為.【點(diǎn)評(píng)】本題屬于相似形綜合題,考查了相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),解直角三角形等知識(shí),解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)添加常用輔助線,構(gòu)造相似三角形解決問題(利用阿氏圓),屬于中考?jí)狠S題.5.(2019秋?山西期末)閱讀以下材料,并按要求完成相應(yīng)的任務(wù).已知平面上兩點(diǎn)A、B,則所有符合=k(k>0且k≠1)的點(diǎn)P會(huì)組成一個(gè)圓.這個(gè)結(jié)論最先由古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),稱阿氏圓.阿氏圓基本解法:構(gòu)造三角形相似.【問題】如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,在x軸,y軸上分別有點(diǎn)C(m,0),D(0,n),點(diǎn)P是平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),且OP=r,設(shè)=k,求PC+kPD的最小值.阿氏圓的關(guān)鍵解題步驟:第一步:如圖1,在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k;第二步:證明kPD=PM;第三步:連接CM,此時(shí)CM即為所求的最小值.下面是該題的解答過程(部分):解:在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.任務(wù):(1)將以上解答過程補(bǔ)充完整.(2)如圖2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D為△ABC內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),滿足CD
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