《中考课件初中数学总复习资料》专题44:第8章几何中的最值问题之三角形的面积-备战2021中考数学解题方法系统训练(全国通用)(解析版).doc
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1、44第8章几何中的最值问题之三角形的面积一、单选题1如图1,点P从ABC的顶点B出发,沿BCA匀速运动到点A,图2是点P运动时,线段BP的长度y随时间x变化的关系图象,其中M是曲线部分的最低点,则ABC的面积是( )A12B24C36D48【答案】D【解答】由图2知,ABBC10,当BPAC时,y的值最小,即ABC中,BC边上的高为8(即此时BP8),即可求解【解答】解:由图2知,ABBC10,当BPAC时,y的值最小,即ABC中,BC边上的高为8(即此时BP8),当y8时,PC6,ABC的面积×AC×BP×8×1248,故选:D【点评】本题是运动型综合
2、题,考查了动点问题的函数图象、解直角三角形、图形面积等知识点解题关键是深刻理解动点的函数图象,了解图象中关键点所代表的实际意义,理解动点的完整运动过程2将一张宽为4cm的长方形纸片(足够长)折叠成如图所示图形,重叠部分是一个三角形,则这个三角形面积的最小值是 ( )A4cm2B8cm2C12cm2D16cm2【答案】B【分析】当ACAB时,重叠三角形面积最小,此时ABC是等腰直角三角形,面积为8cm2【解答】解:如图,当ACAB时,三角形面积最小,BAC=90°ACB=45°AB=AC=4cm,SABC=×4×4=8cm2故选:B【点评】本题考查了折叠的
3、性质,发现当ACAB时,重叠三角形的面积最小是解决问题的关键3如图,已知直线与x轴、y轴分别交于B、C两点,点A是以D(0,2)为圆心,2为半径的D上的一个动点,连接AC、AB,则ABC面积的最小值是( )A30B29C28D27【答案】B【分析】过D作DMBC于M,连接BD,则由三角形面积公式得,BC×DM=OB×CD,可得DM,可知圆D上点到直线的最小距离,由此即可解决问题【解答】过D作DMBC于M,连接BD,如图,令,则,令,则,B(12,0),C(0,-5),OB=12,OC=5,BC=13,则由三角形面积公式得,BC×DM=OB×CD,DM=,
4、圆D上点到直线的最小距离是,ABC面积的最小值是故选:B【点评】本题考查了一次函数的应用、勾股定理的应用、圆的有关性质,解此题的关键是求出圆上的点到直线BC的最大距离以及最小距离4如图,AOB45°,点M、N分别在射线OA、OB上,MN6,OMN的面积为12,P是直线MN上的动点,点P关于OA对称的点为P1,点P关于OB对称点为P2,当点P在直线NM上运动时,OP1P2的面积最小值为()A6B8C12D18【答案】B【分析】连接OP,过点O作OHNM交NM的延长线于H首先利用三角形的面积公式求出OH,再证明OP1P2是等腰直角三角形,OP最小时,OP1P2的面积最小【解答】解:连接O
5、P,过点O作OHNM交NM的延长线于HSOMNMNOH12,MN6,OH4,点P关于OA对称的点为P1,点P关于OB对称点为P2,AOPAOP1,POBP2OB,OPOP1OP2AOB45°,P1OP22(POA+POB)90°,OP1P2是等腰直角三角形,OPOP1最小时,OP1P2的面积最小,根据垂线段最短可知,OP的最小值为4,OP1P2的面积的最小值×4×48,故选:B【点评】本题考查轴对称,三角形的面积,垂线段最短等知识,解题的关键是证明OP1P2是等腰直角三角形,属于中考常考题型5如图,矩形ABCD中,AB=8,AD=4,E为边AD上一个动点
6、,连接BE,取BE的中点G,点G绕点E逆时针旋转90°得到点F,连接CF,则CEF面积的最小值是( )A16B15C12D11【答案】B【分析】过点F作AD的垂线交AD的延长线于点H,则FEHEBA,设AE=x,可得出CEF面积与x的函数关系式,再根据二次函数图象的性质求得最小值【解答】解:过点F作AD的垂线交AD的延长线于点H, A=H=90°,FEB=90°, FEH=90°-BEA=EBA, FEHEBA, 为的中点, 设AE=x, AB HF 当 时,CEF面积的最小值 故选:B【点评】本题通过构造K形图,考查了相似三角形的判定与性质建立CEF面
7、积与AE长度的函数关系式是解题的关键二、填空题6如图,在ABC中,ABAC,BAC120°,点D为AB边上一点(不与点B重合),连接CD,将线段CD绕点D逆时针旋转90°,点C的对应点为E,连接BE若AB6,则BDE面积的最大值为_【答案】【分析】作CMAB于M,ENAB于N,根据AAS证得EDNDCM,得出ENDM,然后解直角三角形求得AM3,得到BM9,设BDx,则ENDM9x,根据三角形面积公式得到SBDE(9x)(x4.5)2+,根据二次函数的性质即可求得【解答】解:作CMAB于M,ENAB于N,EDN+DEN90°,EDC90°,EDN+CDM
8、90°,DENCDM,在EDN和DCM中EDNDCM(AAS),ENDM,BAC120°,MAC60°,ACM30°,AMAC63,BMAB+AM6+39,设BDx,则ENDM9x,SBDE(9x)(x4.5)2+,当BD4.5时,SBDE有最大值为,故答案为:【点评】此题主要考查旋转综合题、全等三角形的判定及性质、直角三角形的性质和求最值,解题的关键是熟知全等三角形的判定与性质和利用二次函数求最值7如图,O的直径为5,在O上位于直径AB的异侧有定点C和动点P,已知BC:CA4:3,点P在半圆弧AB上运动(不与A,B重合),过C作CP的垂线CD交PB的延
9、长线于D点则PCD的面积最大为_【答案】【分析】由圆周角定理可知,再由可证明,最后根据相似三角形对应边成比例,及已知条件BC:CA4:3,结合三角形面积公式解题即可【解答】为直径,又BC:CA4:3,当点P在弧AB上运动时,当PC最大时,取得最大值而当PC为直径时最大,【点评】本题考查圆周角定理、三角形面积、相似三角形的判定与性质等知识,是重要考点,难度较易,掌握相关知识是解题关键8已知AB为半圆的直径,AB2,DAAB,CBAB,AD1,BC3,点P为半圆上的动点,则AD,AB,BC,CP,PD围成的图形的面积的最大值是_【答案】2+【分析】五边形ABCDP的面积四边形ABCD的面积CPD的
10、面积只要求出CDP面积的最小值,作EF/CD,且与O相切于点P,连接OP延长OP交AD于H,易知此时点P到CD的距离最小,此时CDP的面积最小【解答】解:五边形ABCDP的面积四边形ABCD的面积CPD的面积,只要求出CDP面积的最小值,作EF/CD,且与O相切于点P,连接OP延长OP交AD于H,易知此时点P到CD的距离最小,此时CDP的面积最小,易知AD2,四边形ABCD的面积(1+3)×24×1×1+ADOH+13,OH,PH11,CAD的面积最小值为2,五边形ABCDP面积的最大值是4(2)2+故答案为2+【点评】本题主要考查了求解多边形的面积知识点,结合圆
11、的切线的性质进行求解是解题的重要步骤9如图,在矩形ABCD中,ACB=30°,BC=2,点E是边BC上一动点(点E不与B,C重合),连接AE,AE的中垂线FG分别交AE于点F,交AC于点G,连接DG,GE设AG=a,则点G到BC边的距离为_(用含a的代数式表示),ADG的面积的最小值为_【答案】 【分析】先根据直角三角形含30度角的性质和勾股定理得AB=2,AC=4,从而得CG的长,作辅助线,构建矩形ABHM和高线GM,如图2,通过画图发现:当GEBC时,AG最小,即最小,可计算的值,从而得结论【解答】四边形ABCD是矩形,B=90°,ACB=30°,BC=2,A
12、B=2,AC=4,AG=,CG=,如图1,过G作MHBC于H,交AD于M,RtCGH中,ACB=30°,GH=CG=,则点G到BC边的距离为,HMBC,ADBC,HMAD,AMG=90°,B=BHM=90°,四边形ABHM是矩形,HM=AB=2,GM=2GH=,SADG,当最小时,ADG的面积最小,如图2,当GEBC时,AG最小,即a最小,FG是AE的垂直平分线,AG=EG,ADG的面积的最小值为,故答案为:,【点评】本题主要考查了垂直平分线的性质、矩形的判定和性质、含30度角的直角三角形的性质以及勾股定理,确定ADG的面积最小时点G的位置是解答此题的关键10如图
13、,直线AB交坐标轴于A(-2,0),B(0,-4),点P在抛物线上,则ABP面积的最小值为_ 【答案】【分析】根据直线AB交坐标轴于A(-2,0),B(0,-4),计算得直线AB解析式;平移直线AB到直线CD,直线CD当抛物线相交并只有一个交点P时,ABP面积为最小值,通过一元二次方程和抛物线的性质求得点P坐标;再利用勾股定理逆定理,证明为直角三角形,从而计算得到ABP面积的最小值【解答】设直线AB为 直线AB交坐标轴于A(-2,0),B(0,-4) 直线AB为如图,平移直线AB到直线CD,直线CD为当与抛物线相交并只有一个交点P时,ABP面积为最小值 将代入,得 为直角三角形, 即ABP面积
14、的最小值为故答案为:【点评】本题考查了二次函数、一次函数、平移、一元二次方程、勾股定理逆定理的知识;解题的关键是熟练掌握二次函数、一次函数、平移、一元二次方程、勾股定理逆定理的性质,从而完成求解三、解答题11如图,已知抛物线与x轴交于A、B两点,过点A的直线l与抛物线交于点C,其中A点的坐标是(1,0),C点坐标是(4,3) (1)求抛物线的解析式; (2)抛物线的对称轴上是否存在点D,使BCD的周长最小?若存在,求出点D的坐标,若不存在,请说明理由; (3)点P是抛物线上AC下方的一个动点,是否存在点p,使PAC的面积最大?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由【答案】(1)抛物线yx
15、2-4x+3;(2)D(2,1);(3)点的坐标为,【分析】(1)(1) 将、坐标代入即可;(2)由于长度不变, 要周长最小, 就是让最小, 而、关于对称轴对称, 所以就是的最小值, 此时点就是与抛物线对称轴的交点;【解答】解:(1)抛物线经过点,点,解得,所以,抛物线的解析式为;(2),抛物线的对称轴为;长度不变,最小时,的周长最小,、是关于抛物线对称轴对称的,当点为对称轴与的交点时,最小, 即的周长最小, 如图,解得:,抛物线对称轴上存在点,使的周长最小;(3)存在,如图,设过点与直线平行线的直线为,联立,消掉得,解得:,即时,点到的距离最大,的面积最大,此时,点的坐标为,设过点的直线与轴
16、交点为,则,直线的解析式为,点到的距离为,又,的最大面积【点评】本题考查了二次函数综合题型,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,待定系数法求一次函数解析式,利用轴对称确定最短路线问题,联立两函数解析式求交点坐标,利用平行线确定点到直线的最大距离问题,熟悉相关性质是解题的关键12已知,如图,矩形ABCD中,AD6,DC7,菱形EFGH的三个顶点E,G,H分别在矩形ABCD的边AB,CD,AD上,AH2,连接CF(1)当四边形EFGH为正方形时,求DG的长;(2)当DG6时,求FCG的面积;(3)求FCG的面积的最小值【答案】(1)2(2)1;(3)(7-)【分析】(1)当四边形EFGH为正方形
17、时,则易证AHEDGH,则DG=AH=2;(2)过F作FMDC,交DC延长线于M,连接GE,由于ABCD,可得AEG=MGE,同理有HEG=FGE,利用等式性质有AEH=MGF,再结合A=M=90°,HE=FG,可证AHEMFG,从而有FM=HA=2(即无论菱形EFGH如何变化,点F到直线CD的距离始终为定值2),进而可求三角形面积;(3)先设DG=x,由第(2)小题得,SFCG=7-x,在AHE中,AEAB=7,利用勾股定理可得HE253,在RtDHG中,再利用勾股定理可得x2+1653,进而可求x,从而可得当x=时,GCF的面积最小【解答】解:(1)四边形EFGH为正方形,HG=
18、HE,EAH=D=90°,DHG+AHE=90°,DHG+DGH=90°,DGH=AHE,AHEDGH(AAS),DG=AH=2;(2)过F作FMDC,交DC延长线于M,连接GE,ABCD,AEG=MGE,HEGF,HEG=FGE,AEH=MGF,在AHE和MFG中,A=M=90°,HE=FG,AHEMFG(AAS),FM=HA=2,即无论菱形EFGH如何变化,点F到直线CD的距离始终为定值2,因此SFCG=×FM×GC=×2×(7-6)=1;(3)设DG=x,则由(2)得,SFCG=7-x,在AHE中,AEAB=
19、7,HE253,x2+1653,x,SFCG的最小值为7-,此时DG=,当DG=时,FCG的面积最小为(7-)【点评】本题属于四边形综合题,考查了矩形、菱形的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题13如图,抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点C,且过点点P、Q是抛物线上的动点(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线OD下方时,求面积的最大值(3)直线OQ与线段BC相交于点E,当与相似时,求点Q的坐标【答案】(1)抛物线的表达式为:;(2)有最大值,当时,其最大值为;(3) 或或或【分析】(1)函数的表达式为:y=a(x+1)(x-3),将
20、点D坐标代入上式,即可求解;(2)设点,求出,根据,利用二次函数的性质即可求解;(3)分ACB=BOQ、BAC=BOQ,两种情况分别求解,通过角的关系,确定直线OQ倾斜角,进而求解【解答】解:(1)函数的表达式为:,将点D坐标代入上式并解得:,故抛物线的表达式为:;(2)设直线PD与y轴交于点G,设点,将点P、D的坐标代入一次函数表达式:并解得,直线PD的表达式为:,则,故有最大值,当时,其最大值为;(3),故与相似时,分为两种情况:当时,过点A作AHBC与点H,解得:,CH则,则直线OQ的表达式为:,联立并解得:,故点或;时,则直线OQ的表达式为:,联立并解得:,故点或;综上,点或或或【点评
21、】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到解直角三角形、三角形相似、面积的计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏14已知抛物线ya(x1)2过点(3,4),D为抛物线的顶点(1)求抛物线的解析式;(2)若点B、C均在抛物线上,其中点B(0,1),且BDC90°,求点C的坐标:(3)如图,直线ykx+1k与抛物线交于P、Q两点,PDQ90°,求PDQ面积的最小值【答案】(1)y(x1)2;(2)点C的坐标为(2,1);(3)1【分析】(1)将点(3,4)代入解析式求得a的值即可;(2)设点C的坐标为(x0,y0),其中y0(x01)2,作CFx轴,证BDODCF得,即1,据
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