几何图形中的最值问题VIP专享VIP免费

几何图形中的最值问题引言:最值问题可以分为最大值和最小值。在初中包含三个方面的问题:1.函数:①二次函数有最大值和最小值；②一次函数中有取值范围时有最大值和最小值。2.不等式:①如x≤7，最大值是7；②如x≥5，最小值是5.3.几何图形：①两点之间线段线段最短。②直线外一点向直线上任一点连线中垂线段最短，③在三角形中，两边之和大于第三边，两边之差小于第三边。一、最小值问题例1.如图4，已知正方形的边长是8，M在DC上，且DM=2，N为线段AC上的一动点，求DN+MN的最小值。解:作点D关于AC的对称点D/，则点D/与点B重合，连BM,交AC于N，连DN，则DN+MN最短,且DN+MN=BM。 CD=BC=8,DM=2,∴MC=6,在Rt△BCM中,BM==10,∴DN+MN的最小值是10。例2，已知，MN是⊙O直径上，MN=2,点A在⊙O上，∠AMN=300,B是弧AN的中点，P是MN上的一动点，则PA+PB的最小值是解:作A点关于MN的对称点A/,连A/B,交MN于P，则PA+PB最短。连OB，OA/, ∠AMN=300,B是弧AN的中点，∴∠BOA/=300,根据对称性可知∴∠NOA/=600,∴∠MOA/=900,在Rt△A/BO中，OA/=OB=1,∴A/B=即PA+PB=例3.如图6，已知两点D(1,-3),E(-1,-4),试在直线y=x上确定一点P，使点P到D、E两点的距离之和最小，并求出最小值。解:作点E关于直线y=x的对称点M，连MD交直线y=x于P，连PE，则PE+PD最短；即PE+PD=MD。 E(-1,-4),∴M(-4,-1),过M作MN∥x轴的直线交过D作DN∥y轴的直线于N，则MN⊥ND,又 D(1,-3),则N(1,-1),在Rt△MND中,MN=5,ND=2,∴MD==。∴最小值是。练习1.（2012山东青岛3分）如图，圆柱形玻璃杯高为12cm、底面周长为18cm，在杯内离杯底4cm的点C处有一滴蜂蜜，此时一只蚂蚁正好在杯外壁，离杯上沿4cm与蜂蜜相对的点A处，则蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为▲cm．【答案】15。【解】如图，圆柱形玻璃杯展开（沿点A竖直剖开）后侧面是一个长18宽12的矩形，作点A关于杯上沿MN的对称点B，连接BC交MN于点P，连接BM，过点C作AB的垂线交剖开线MA于点D。由轴对称的性质和三角形三边关系知AP＋PC为蚂蚁到达蜂蜜的最短距离，且AP=BP。由已知和矩形的性质，得DC=9，BD=12。图6-4y=xyx432O112-1-2-3-4-1-2-3PNMED在Rt△BCD中，由勾股定理得。∴AP＋PC=BP＋PC=BC=15，即蚂蚁到达蜂蜜的最短距离为15cm。2.正方形ABCD边长是4，∠DAC的平分线交CD与点E，点P,Q分别是AD,AE上的动点（两动点不重合），则PQ+DQ的最小值是解：过点D作DF⊥AC，垂足为F，则DF即为PQ+DQ的最小值． 正方形ABCD的边长是4，∴AD=4，∠DAC=45°，在直角△ADF中，∠AFD=90°，∠DAF=45°，AD=4，∴DF=AD•sin45°=4×=2故答案为23.（2009•陕西）如图，在锐角△ABC中，AB＝4，∠BAC＝45°，∠BAC的平分线交BC于点D，M、N分别是AD和AB上的动点，则BM＋MN的最小值是______．解:过B作关于AD的对称点B/,则B/在AC上，且AB=AB/=4,MB=MB/,B/MN最短，即为B/H最短。在Rt△AHB/中，∠B/AH＝45°，AB/=4，∴B/H=4,∴BM＋MN的最小值是4.4.如图，菱形ABCD中，AB=2，∠A=120°，点P，Q，K分别为线段BC，CD，BD上的任意一点，则PK+QK的最小值为，解： 四边形ABCD是菱形，∴AD∥BC， ∠A=120°，∴∠B=180°﹣∠A=180°﹣120°=60°，作点P关于直线BD的对称点P′，连接P/Q，PC，则P/Q的长即为PK+QK的最小值，由图可知，当点Q与点C重合，CP/⊥AB时PK+QK的值最小，在Rt△BCP/中， BC=AB=2，∠B=60°，HB/DNMCBAC∴P/=BC•sinB=2×=．5.(2012兰州)如图，四边形ABCD中，∠BAD＝120°，∠B＝∠D＝90°，在BC、CD上分别找一点M、N，使△AMN周长最小时，则∠AMN＋∠ANM的度数为【】A．130°B．120°C．110°D．100°解：作A关于BC和ED的对称点A′，A″，连接A′A″，交BC于M，交CD于N，则A′A″即为△AMN的周长最小值．作DA延长线AH， ∠EAB＝120°，∴∠HAA′＝60°，∴∠AA′M＋∠A″＝∠HAA′＝60°， ∠MA′A＝∠MAA′，∠NAD＝∠A″，且∠MA′A＋∠MAA′＝∠AMN，∠NAD＋∠A″＝∠ANM，∴∠AMN＋∠ANM＝∠MA′A＋∠MAA′＋∠NAD＋∠A″＝2(∠AA′M＋∠A″)＝2×60°＝120°，故选：B．6.（2011•贵港）如图所示，在边长为2的正△ABC中，E、F、G分别为AB、AC、BC的中点，点P为线段EF上一个动点，连接BP、GP，则...