初三数学上册 | 期中重难点题型:与旋转有关的最值问题(含答案)

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初三数学上册 | 期中重难点题型:与旋转有关的最值问题(含答案)

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【一】如图,△ABC是等边三角形,AB=4,E是AC的中点,D是直线BC上一动点,线段ED绕点E逆时针旋转90°,得到线段EF,当点D运动时,求AF的最小值.

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【解析】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.也考查了等边三角形的性质.

解:作DM⊥AC于M,FN⊥AC于N,

如图,设DM=x,

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在Rt△CDM中,

CM=√3/3DM=√3/3x,

而EM+√3/3x=2,

∴EM=-√3/3x+2,

∵线段ED绕点E逆时针旋转90°,得到线段EF,

∴ED=EF,∠DEF=90°,易得△EDM≌△FEN,

当D在BC上时,∴DM=EN=x,EM=NF=-√3/3x+2,

在Rt△AFN中,AF2=(-√3/3x+2)2+(2+x)2

=4/3【x+(3-√3/2)】2+4+2√3,

此时AF2没有最小值,

当D在BC的延长线上时,

∴DM=EN=x,EM=NF=√3/3x+2,

在Rt△AFN中,AF2=(√3/3x+2)2+(2﹣x)2

=4/3(x-√3/3)2+4+2√3,

当x=3-√3/2时,AF2有最小值4+2√3,

∴AF的最小值为√(4+2√3)=√3+1.

【二】如图,△ABC是边长为12的等边三角形,D是BC的中点,E是直线AD上的一个动点,连接EC,将线段EC绕点C逆时针旋转60°得到FC,连接DF.则在点E的运动过程中,求DF的最小值.

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【解析】本题考查了等边三角形的性质以及全等三角形的判定与性质,解题的关键是通过全等三角形的性质找出DF=GE.本题属于中档题,难度不大,解决该题型题目时,根据全等三角形的性质找出相等的边是关键.

解:取线段AC的中点G,连接EG,如图所示.

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∵△ABC为等边三角形,且AD为△ABC的对称轴,

∴CD=CG=1/2AB=6,∠ACD=60°,

∵∠ECF=60°,

∴∠FCD=∠ECG.

在△FCD和△ECG中,FC=EC,∠FCD=∠ECG,DC=GC,

∴△FCD≌△ECG(SAS),

∴DF=GE.

当EG∥BC时,EG最小,

∵点G为AC的中点,

∴此时EG=DF=1/2CD=1/4BC=3.

【三】如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=3,AC=4,D为AC中点,P为AB上的动点,将P绕点D逆时针旋转90°得到P1,连CP1的最小值三多少.

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【解析】本题考查了旋转的性质,解决本题的关键是准确作出辅助线构造全等三角形.

解:如图,过点P′作P′E⊥AC于点E,

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则∠A=∠P′ED=90°,

由旋转可知:

DP=DP′,∠PDP′=90°,

∴∠ADP=∠EP′D,

∴△DAP≌△P′ED(AAS)

∴P′E=AD=2,

∴当AP=DE=2时,DE=DC,即点E与点C重合,

此时CP′=EP′=2

∴线段CP′的最小值为2.

【四】如图,等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=4,M为AB中点,D是射线BC上一动点,连接AD,将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到线段AE,连接ED、ME,则点D在运动过程中ME的最小值是多少.

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【解析】本题考查了轨迹,解决本题的关键是综合运用旋转的性质、等腰直角三角形的性质、三角形全等的判定与性质、勾股定理等知识.

解:如图,

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连接BE,过点M作MG⊥BE的延长线于点G,

过点A作AK⊥AB交BD的延长线于点K,

∵等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,

∴∠B=45°,

∴∠K=45°,

∴△AKB是等腰直角三角形.

∵线段AD绕点A逆时针旋转90°得到线段AE,

∴△ADE是等腰直角三角形,

∴∠KAD+∠DAB=∠BAE+∠DAB=90°,

∴∠KAD=∠BAE,

在△ADK和△AEB中,

AD=AE,∠KAD=∠BAE,AK=AB

∴△ADK≌△AEB(SAS),

∴∠ABE=∠K=45°,

∴△BMG是等腰直角三角形,

∵AC=BC=4,

∴AB=4√2,

∵M为AB中点,

∴BM=2√2,

∴MG=BG=2,∠G=90°,

∴BM>MG,

∴当ME=MG时,ME的值最小,

∴ME=BE=2.

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