所属成套资源:2026年中考数学压轴题专项练习(学生版+名师详解版)
2026年中考数学压轴题专项练习-将军饮马(3)(学生版+名师详解版)
展开
这是一份2026年中考数学压轴题专项练习-将军饮马(3)(学生版+名师详解版),共74页。试卷主要包含了如图,抛物线经过点,点,点,已知抛物线经过点,与轴交于点,【模型介绍】等内容,欢迎下载使用。
(1)求直线和抛物线的表达式;
(2)在轴上找一点,使得的周长最小,在备用图中画出图形并求出点的坐标;
(3)在坐标平面内是否存在点,使以点、、、为顶点且为一边的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2025秋•思明区校级期中)如图,抛物线经过点,点,点.
(1)求抛物线的解析式及其对称轴;
(2)点为抛物线上一点,连接,若直线分四边形的面积为的两部分,求点的坐标.
(3)点、是直线上的两个动点,且,点在点的上方,求四边形的周长的最小值及此时点的坐标.
3.(2025秋•诸暨市期中)如图,二次函数图象与轴交于点、,与轴交于点,抛物线的顶点坐标是,且经过.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)求的面积;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得最短?若存在,求出的坐标.若不存在,请说明理由.
4.(2025春•崂山区期末)古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营,.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.他时常想,怎么走,才能使他每天走的路程之和最短呢?
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图2,作关于直线的对称点,连结与直线交于点,点就是所求的位置.
证明:如图3,在直线上另取任一点,连结,,,
∵直线是点,的对称轴,点,在上,
∴ , ,
∴ .
在,
∵,
∴即最小.
本问题实际上是利用轴对称变换的思想,把,在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中在与的交点上,即,,三点共线).本问题可归纳为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”的问题的数学模型.
拓展应用:如图4,等腰直角中,,平分交于,点是上一个动点,点是上一个动点,请在图5中画出的值最小时的位置.(可用三角尺)
5.(2025•福山区模拟)如图1,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.直线经过抛物线上两点,.已知点,的横坐标分别为,且满足,直线的表达式为.
(1)求的值及抛物线的表达式;
(2)设点是直线上一动点,问:点在什么位置上时,的周长最小?求出点的坐标及周长的最小值;
(3)如图2,是线段上的一个动点,过点作垂直于轴的直线与直线和抛物线分别交于点,.若点是直线上一个动点,当点恰好是线段的中点时,在坐标平面内是否存在点,使以点,,,为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
6.(2025•宝应县一模)已知抛物线经过点,与轴交于点.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)如图1,点是第二象限内抛物线上的一个动点,当四边形的面积最大时,求点的坐标;
(3)如图2,线段的垂直平分线交轴于点,垂足为,为抛物线的顶点,在直线上是否存在一点,使的周长最小?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
7.(2025秋•南京期中)某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:
直线同旁有两个定点、,在直线上存在点,使得的值最小.解法:如图1,作点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为.
请利用上述模型解决下列问题:
(1)几何应用:如图2,中,,,是的中点,是边上的一动点,则的最小值为 ;
(2)代数应用:求代数式的最小值;
(3)几何拓展:如图3,中,,,若在、上各取一点、使的值最小,最小值是 .
8.(2025•李沧区一模)【模型介绍】
古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营,.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.如图①,他时常想,怎么走才能使每天走的路程之和最短呢?
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图②,作点关于直线的对称点,连接与直线交于点,连接,则的和最小.
请你在下列的阅读、理解、应用的过程中,完成解答.
理由:如图③,在直线上另取任一点,连接,,,
∵直线是点,的对称轴,点,在上,
∴ , ,∴ .
在中,∵,∴,即最小.
【归纳总结】
在解决上述问题的过程中,我们利用轴对称变换,把点,在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中点为与的交点,即,,三点共线).
由此,可拓展为“求定直线上一动点与直线同侧两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
【模型应用】
(1)如图④,正方形的边长为4,为的中点,是上一动点.求的最小值.
解析:解决这个问题,可借助上面的模型,由正方形对称性可知,点与关于直线对称,连接交于点,则的最小值就是线段的长度,则的最小值是 .
(2)如图⑤,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在外壁,离杯上沿与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短路程为 .
(3)如图⑥,在边长为2的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到,分别连接,,,则的最小值为 .
9.(2024秋•红谷滩区月考)如图,已知抛物线的对称轴为直线,且抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,其中,.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点,使点到点的距离与到点的距离之和最小,并求出点的坐标;
(3)若直线与抛物线交于点,且点位于第四象限,当时,直接写出的值.
10.(2024春•崂山区期中)早在古罗马时代,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦.一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题.
将军每天从军营出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题的答案并不难,据说海伦略加思索就解决了它.从此以后,这个被称为“将军饮马”的问题便流传至今.
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图2,作关于直线的对称点,连接与直线交于点,点就是所求的位置.
证明:如图3,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上,
,,
.
在△中,
即最小.
本问题实际上是利用轴对称变换的思想,把,在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中在与的交点上,即、、三点共线).本问题可归纳为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”的问题的数学模型.
【简单应用】
(1)如图4,在等边中,,,是的中点,是上的一点,求的最小值.
借助上面的模型,由等边三角形的轴对称性可知,与关于直线对称,连接,的最小值就是线段 的长度,则的最小值是 ;
(2)如图5,在四边形中,,,在,上分别找一点、当周长最小时, .
【拓展应用】
如图6,是一个港湾,港湾两岸有、两个码头,,千米,千米,现有一艘货船从码头出发,根据计划,货船应先停靠岸处装货,再停靠岸处装货,最后到达码头.怎样安排两岸的装货地点,使货船行驶的水路最短?请画出最短路线并求出最短路程.
11.(2025•陕西模拟)(1)如图①,点、点在线段的同侧,请你在直线上找一点,使得的值最小(不需要说明理由).
(2)如图②,菱形的边长为6,对角线,点,在上,且,求的最小值.
(3)如图③,四边形中,,,,四边形的周长是否存在最大值,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.
12.(2024•崂山区一模)模型介绍:古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸侧的两个军营、,他总是先去营,再到河边饮马,之后再去营,如图 ①,他时常想,怎么走才能使每天的路程之和最短呢?
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙的解决了这问题
如图②,作关于直线的对称点,连接与直线交于点,点就是所求的位置.
请你在下列的阅读、应用的过程中,完成解答.
(1)理由:如图③,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上
,
.
在中,,即最小
归纳小结:
本问题实际是利用轴对称变换的思想,把、在直线的同侧问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中为与的交点,即、、三点共线).
本问题可拓展为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
(2)模型应用
如图 ④,正方形的边长为2,为的中点,是上一动点.
求的最小值
分析:解决这个问题,可以借助上面的模型,由正方形的对称性可知,与关于直线对称,连接交于,则的最小值就是线段 的长度,的最小值是 .
如图⑤,已知的直径为4,的度数为,点是的中点,在直径上找一点,使的值最小,则的最小值是 ;
如图⑥,一次函数的图象与,轴分别交于,两点,点为坐标原点,点与点分别为线段,的中点,点为上一动点,求:的最小值,并写出取得最小值时点坐标.
13.(2024•凤阳县模拟)某课题组在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:
直线同旁有两个定点、,在直线上存在点,使得的值最小.解法:作点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为.
请利用上述模型解决下列问题:
(1)几何应用:如图1,等腰直角三角形的直角边长为2,是斜边的中点,是边上的一动点,则的最小值为 ;
(2)几何拓展:如图2,中,,,若在、上各取一点、使的值最小,求这个最小值;
(3)代数应用:求代数式的最小值.
14.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,直线与抛物线交于,两点,抛物线的顶点为.
(1)分别求抛物线与直线的解析式;
(2)点为轴上的一个动点,连接,,当的值最小时,求点的坐标;
(3)点是直线下方抛物线上的一个动点(不与点,重合),过点作轴的垂线交直线于点,连接,当将分为面积比为的两个三角形时,求点的横坐标.
15.如图,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,抛物线的对称轴为直线,顶点为点,点关于直线的对称点为点.
(1)如图①,若点是轴上一动点,当取得最小值时,求点的坐标;
(2)如图②,连接,点是轴上一动点,连接,,求周长的最小值;
(3)如图③,若点为轴上一动点,点为轴上一动点,求四边形周长的最小值.
16.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点、、.其对称轴交轴于点,交直线于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为直线上的动点,当周长取得最小值时,过作的平行线,在第一象限内交抛物线于点,在直线上有一动点,求的最小值;
(3)点为直线上的一点(点不与点重合),在抛物线上是否存在一点,使以点、、、为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请求出点的坐标,不存在,说明理由.
17.已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,点、为抛物线对称轴上的动点.
(1)求点、、的坐标;
(2)当取得最大值时,求此时点的坐标及最大值;
(3)若,当取得最小值时,求此时点、的坐标及最小值.
18.(2025•渝中区校级自主招生)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于、两点在左侧),与轴交于点,抛物线的顶点为,过点作的垂线,交对称轴于.
(1)如图1,点为第一象限内的抛物线上一动点,当面积最大时,在对称轴上找一点,在轴上找一点,使得最小,求此时点的坐标及的最小值;
(2)如图2,平移抛物线,使抛物线的顶点在射线上移动,点平移后的对应点为,点的对应点,设原抛物线的对称轴与轴交于点,将沿翻折,使点落在点处,在平面上找一点,使得以、、、为顶点的四边形为菱形.直接写出的坐标.
19.(2025•绥中县二模)如图,二次函数的图象过点和,与轴交于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若在该二次函数的对称轴上有一点,使的长度最短,求出的坐标.
(3)动点,同时从点出发,其中点以每秒个单位长度的速度沿折线按的路线运动,点以每秒4个单位长度的速度沿折线按的路线运动,当,两点相遇时,它们都停止运动.设,同时从点出发秒时,的面积为.请直接写出关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围.
20.(2024•西安模拟)如图1,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,顶点为,连接.
(1)点是直线上方抛物线上一动点(不与、重合),过点作轴的平行线交直线于点,作于点,点、是线段上两个动点,且,连接、.当的周长最大时,求的最小值;
(2)如图2,连接,点是线段的中点,点是线段上一动点,连接,将沿翻折,且线段的中点恰好落在线段上,将绕点逆时针旋转得到,点为坐标平面内一点,当以点、、、为顶点的四边形是平行四边形时,求点的坐标.
41.(2025秋•泰山区期末)如图,抛物线经过点,点为抛物线的顶点,点在轴上,且,直线与抛物线在第一象限交于点,如图.
(1)求直线和抛物线的表达式;
(2)在轴上找一点,使得的周长最小,在备用图中画出图形并求出点的坐标;
(3)在坐标平面内是否存在点,使以点、、、为顶点且为一边的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)抛物线经过,,代入即可得抛物线表达式为,由,得,用待定系数法即可得直线表达式为;
(2)作关于轴的对称点,连接交轴于,连接,此时的周长最小,由,,可得直线表达式为,从而可得;
(3)分两种情况:①以、为边,此时平移到时,即平移到,即得;②以、为边,同理可得.
【解答】解:(1)抛物线经过,,
,解得,
抛物线表达式为,
,,
,
设直线表达式为,
,解得,
直线表达式为;
(2)作关于轴的对称点,连接交轴于,如图:
连接,此时的周长最小,
,、关于轴对称,
,
,
,
设直线表达式为,
则,解得,
直线表达式为,
令得,
;
(3)存在,理由如下:
①以、为边,如图:
四边形是平行四边形,
平移到时,即平移到,
;
②以、为边,如图:
四边形是平行四边形,
平移到时,即平移到,
;
综上述所:以点、、、为顶点且为一边的四边形是平行四边形,则的坐标为或.
【点评】本题考查一次函数与二次函数的综合应用,涉及待定系数法、三角形周长的最小值、平行四边形等知识,解题的关键是“将军饮马”模型的应用和用平移的方法求得坐标.
42.(2025秋•思明区校级期中)如图,抛物线经过点,点,点.
(1)求抛物线的解析式及其对称轴;
(2)点为抛物线上一点,连接,若直线分四边形的面积为的两部分,求点的坐标.
(3)点、是直线上的两个动点,且,点在点的上方,求四边形的周长的最小值及此时点的坐标.
【分析】(1)将点,,代入,即可求解析式;
(2)设与交于点,分两种情况讨论:①当时,,求出,直线的解析式为,即可求,;②当时,,求出,此时为轴,不合题意;
(3)过点作,且,连结,,则四边形是平行四边形,所以 当、、三点共线时,四边形的周长有最小值,求出的解析式为,即可求出,此时四边形的周长最小值为.
【解答】解:(1)将点,,代入,
得,
解得,
,
,
抛物线的对称轴为直线;
(2)如图1,设与交于点,
①当时,,,
,
,,
,
设直线的解析式为,
,
,
,
联立,
解得或(舍,
,;
②当时,,,
,
,,
,
此时为轴,不合题意;
综上所述:点坐标为,;
(3)如图2,过点作,且,连结,,
四边形是平行四边形,
、关于直线对称,
,
四边形的周长,
,,
,
,
四边形的周长,
当、、三点共线时,四边形的周长有最小值,
,
,
,
设的解析式为,
,
,
,
当时,,
,
此时四边形的周长最小值为.
【点评】本题考查二次的综合应用,熟练掌握二次函数的图象及性质,会用轴对称和平行四边形的性质求最短距离是解题的关键.
43.(2025秋•诸暨市期中)如图,二次函数图象与轴交于点、,与轴交于点,抛物线的顶点坐标是,且经过.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)求的面积;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在一点,使得最短?若存在,求出的坐标.若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据顶点坐标可设抛物线的顶点式,再将点的坐标代入即可得;
(2)先求出、、,即可的面积;
(3)先求出点关于对称轴对称的点的坐标,从而可得,再根据两点之间线段最短可得当点,, 在一条直线上时,最短,然后利用待定系数法求出直线的函数解析式,最后将点的横坐标代入即可得.
【解答】解:(1)抛物线的顶点坐标为,
设抛物线的解析式为,
抛物线经过点,
,解得,
抛物线的函数解析式为;
(2)当时,有,
解得或,
,,
,
当时,有,
,
,
的面积;
(3)存在,理由如下:
二次函数的对称轴为直线,
点关于对称轴对称的点的坐标为,
由对称性得:,
则,
由两点之间线段最短可知,当点,,在一条直线上时,最短,
设直线的函数解析式为,
把,代入,
得,
解得,
,
取,则,
.
【点评】本题考查了利用待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的对称性、两点之间线段最短等知识点,熟练掌握待定系数法和二次函数的性质是解题关键.
44.(2025春•崂山区期末)古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营,.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.他时常想,怎么走,才能使他每天走的路程之和最短呢?
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图2,作关于直线的对称点,连结与直线交于点,点就是所求的位置.
证明:如图3,在直线上另取任一点,连结,,,
直线是点,的对称轴,点,在上,
, ,
.
在△,
,
即最小.
本问题实际上是利用轴对称变换的思想,把,在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中在与的交点上,即,,三点共线).本问题可归纳为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”的问题的数学模型.
拓展应用:如图4,等腰直角中,,平分交于,点是上一个动点,点是上一个动点,请在图5中画出的值最小时的位置.(可用三角尺)
【分析】利用轴对称的性质和三角形的三边关系可得;拓展应用中,在上截取,连接,可证得、关于对称,将两条线段的和最小问题转化为垂线段最短来解决.
【解答】证明:如图3,在直线上另取任一点,连结,,,
直线是点,的对称轴,点,在上,
,,
.
在△,
,
即最小.
故答案为:,,;
拓展应用:如图,在上截取,连接,过作于点,交于点,在上另取一点,连接,在上取点,连接,
,平分,
垂直平分,
,,
,
,
,
点即为所求.
【点评】本题主要考查了轴对称的性质、三角形三边的关系、以及垂线段最短等知识,利用轴对称的性质对线段进行转化是解题的关键.
45.(2025•福山区模拟)如图1,抛物线与轴交于,两点,与轴交于点.直线经过抛物线上两点,.已知点,的横坐标分别为,且满足,直线的表达式为.
(1)求的值及抛物线的表达式;
(2)设点是直线上一动点,问:点在什么位置上时,的周长最小?求出点的坐标及周长的最小值;
(3)如图2,是线段上的一个动点,过点作垂直于轴的直线与直线和抛物线分别交于点,.若点是直线上一个动点,当点恰好是线段的中点时,在坐标平面内是否存在点,使以点,,,为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由抛物线过点可求的坐标,由直线也过点即求出的值;得到的值即有直线的关系式,即能求与轴交点的坐标,又由轴且其横坐标满足,即得到抛物线对称轴,再把点坐标代入抛物线关系式得方程组,解得、的值即可.
(2)由于点在直线上运动,要求的是的最小值,、是定点,故寻找或关于直线的对称点.由得与关于直线对称,则有,当点、、在同一直线上时有最小值.求直线上时的横坐标,即为的坐标.计算与的和即为周长最小值.
(3)先根据题意设点、、坐标,利用为中点的等量关系求出点、坐标.再对菱形四个顶点位置作讨论:①以为菱形的边,此时又分两种情况,分别是点在点左右侧的讨论.当在左侧时,根据菱形性质和与轴夹角为易求的坐标;当在右侧时,根据对称性即求出的坐标.②以为菱形对角线,利用对角线互相垂直平分的性质即求出点坐标.
【解答】解:(1)当时,抛物线,
,
点在直线上,
,
直线与轴交点为,,解得:,
,
点在抛物线上,
①,
,
轴,点、关于抛物线对称轴对称,
,
抛物线对称轴为:直线,
②,
联立方程①②解得:,
抛物线的表达式为.
(2)连接,如图1,
,点是直线上一动点,
、关于直线对称,
,
当点、、在同一直线上时,最短,
当时,解得:,
此时,,
,
,
周长最小值为:.
(3)存在满足条件的点,
设,,则,,
点是中点,
,
,
解得:,(舍去),
,,,
①若为菱形的边,菱形中,点在点左侧,如图2,
延长交轴于点,
,,,
,,
,
,,
,,
②若为菱形的边,菱形中,点在点右侧,如图3,
根据与图2的对称关系可得,,
③若为菱形的对角线,菱形中,如图4,
设与交于点,
,,,
轴,,
,
,
,
,.
当、为邻边时,可得.
综上所述,满足条件的点坐标为,或,或,或.
【点评】本题考查了二次函数的图象与性质,将军饮马的最值问题,解一元二次方程,菱形的性质.其中第(3)题对菱形存在性的讨论,要对固定顶点连线即作为边或对角线进行讨论,再根据菱形性质得到边的关系.
46.(2025•宝应县一模)已知抛物线经过点,与轴交于点.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)如图1,点是第二象限内抛物线上的一个动点,当四边形的面积最大时,求点的坐标;
(3)如图2,线段的垂直平分线交轴于点,垂足为,为抛物线的顶点,在直线上是否存在一点,使的周长最小?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将,代入即可;
(2)四边形的面积最大就是面积最大,设横坐标为,表达面积,求出其取最大值时的即可得坐标;
(3)、为定点,为上动点,的周长最小即是最小,是“将军饮马”模型,作关于的对称点,连接,则即是的最小周长,此时与的交点即为,求出其坐标即可.
【解答】解:(1)将,代入得:
,解得,
抛物线的解析式为,
(2)如答图
连接,过作轴交于,
由抛物线的解析式为可得,
点,,
,
,
四边形的面积最大即是最大,
设直线解析式为,
将、代入得:
,解得,,
直线解析式为,
设,则,
,
,
当时,最大,也就是四边形的面积最大,
此时;
(3)如答图2,
、为定点,为上动点,的周长最小即是最小,是“将军饮马”模型,作关于的对称点,连接交于,则即为使的周长最小的点,
由抛物线的解析式为可得顶点,
设直线解析式为,
将,代入可得:
,解得,,
直线解析式为,
线段的垂直平分线交轴于点,垂足为,,,
,解析式为:,
设直线解析式为,
将代入得,
直线解析式为,
由,解得,
,.
【点评】本题考查二次函数解析式,图象及最大(小值问题,解题的关键是求出相关点坐标及直线解析式.
47.(2025秋•南京期中)某班级在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:
直线同旁有两个定点、,在直线上存在点,使得的值最小.解法:如图1,作点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为.
请利用上述模型解决下列问题:
(1)几何应用:如图2,中,,,是的中点,是边上的一动点,则的最小值为 ;
(2)代数应用:求代数式的最小值;
(3)几何拓展:如图3,中,,,若在、上各取一点、使的值最小,最小值是 .
【分析】(1)作点关于直线的对称点,连接,根据“将军饮马问题”得到的最小值为,根据勾股定理求出,得到答案;
(2)根据勾股定理构造图形,根据轴对称最短路线问题得到最小值就是求的值,根据勾股定理计算即可;
(3)作点关于直线的对称点,作于交于,连接,根据等边三角形的性质解答.
【解答】解:(1)如图2,作点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为,
作交的延长线于,
由题意得,,,
的最小值,
故答案为:;
(2)构造图形如图4所示,,,,于,于,,
则,
代数式的最小值就是求的值,
作点关于的对称点,过作交的延长线于.
则,,,
所求代数式的最小值是5;
(3)如图3,作点关于直线的对称点,作于交于,连接,
则,,
△为等边三角形,
的最小值为,
故答案为:.
【点评】本题考查的是轴对称最短路线问题、勾股定理、等边三角形的判定和性质,解这类问题的关键是将实际问题抽象或转化为数学模型,把两条线段的和转化为一条线段.
48.(2025•李沧区一模)【模型介绍】
古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸同侧的两个军营,.他总是先去营,再到河边饮马,之后,再巡查营.如图①,他时常想,怎么走才能使每天走的路程之和最短呢?
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图②,作点关于直线的对称点,连接与直线交于点,连接,则的和最小.
请你在下列的阅读、理解、应用的过程中,完成解答.
理由:如图③,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上,
, , .
在△中,,,即最小.
【归纳总结】
在解决上述问题的过程中,我们利用轴对称变换,把点,在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中点为与的交点,即,,三点共线).
由此,可拓展为“求定直线上一动点与直线同侧两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
【模型应用】
(1)如图④,正方形的边长为4,为的中点,是上一动点.求的最小值.
解析:解决这个问题,可借助上面的模型,由正方形对称性可知,点与关于直线对称,连接交于点,则的最小值就是线段的长度,则的最小值是 .
(2)如图⑤,圆柱形玻璃杯,高为,底面周长为,在杯内离杯底的点处有一滴蜂蜜,此时一只蚂蚁正好在外壁,离杯上沿与蜂蜜相对的点处,则蚂蚁到达蜂蜜的最短路程为 .
(3)如图⑥,在边长为2的菱形中,,将沿射线的方向平移,得到△,分别连接,,,则的最小值为 .
【分析】【模型介绍】由轴对称的性质和三角形的三边关系即可得出答案;
【模型应用】(1)连接交于,则有最小值,由正方形的性质得出,,,则,由勾股定理求出即可;
(2)由侧面展开图和轴对称的性质以及勾股定理即可得出答案;
(3)由菱形的性质得到,,由平移的性质得到,,证四边形是平行四边形,得,得的最小值的最小值,由平移的性质得到点在过点且平行于的定直线上,作点关于定直线的对称点,连接交定直线于,则的长度即为的最小值,求得,得到,于是得到结论.
【解答】【模型介绍】
解:理由:如图③,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上,
,,
.
在△中,,
,即最小.
故答案为:,,;
【模型应用】
解:(1)连接交于,如图④所示:
则有最小值;
四边形是正方形,
,,,
,
为的中点,
,
,
即的最小值为;
故答案为:;
(2)把图⑤的半个侧面展开为矩形,如图⑤所示:
作点关于的对称点,连接交于,作于,则,
,,蚂蚁到达蜂蜜的最短路程为,
,
,
,
又圆柱形玻璃杯底面周长为16,
,
,
故答案为:17;
(3)在边长为2的菱形中,,
,,
将沿射线的方向平移得到△,
,,
四边形是菱形,
,,
,
,,
四边形是平行四边形,
,
的最小值的最小值,
点在过点且平行于的定直线上,
作点关于定直线的对称点,连接交定直线于,如图⑥所示:
则的长度即为的最小值,
,,
,,
,
,
作于,则,
,
,,,
.
故答案为:.
【点评】本题是四边形综合题目,考查了轴对称最短路线问题,正方形的性质,菱形的性质,矩形的判定和性质,勾股定理,平行四边形的判定与性质,含角的直角三角形的性质,圆柱的侧面展开图,等腰三角形的判定与性质,平移的性质等知识;本题综合性强,正确作出图形是解题的关键.
49.(2024秋•红谷滩区月考)如图,已知抛物线的对称轴为直线,且抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,其中,.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上找一点,使点到点的距离与到点的距离之和最小,并求出点的坐标;
(3)若直线与抛物线交于点,且点位于第四象限,当时,直接写出的值.
【分析】(1)由抛物线的对称轴为直线,,在抛物线上,用待定系数法可得,抛物线的解析式为;
(2)连接交直线于,根据、关于对称轴直线对称,可得此时最小,由直线为,即可得;
(3)作的中点,直线交抛物线于,由是等腰直角三角形,可得直线是线段的垂直平分线,,,故在直线上,且直线为,由可得,,代入即得:.
【解答】解:(1)抛物线的对称轴为直线,,在抛物线上,
,解得,
抛物线的解析式为;
(2)连接交直线于,如图:
、关于对称轴直线对称,
,
而、、共线,
此时最小,
在中,令得,令得或,
,,
设直线为,
则,解得,
直线为,
令得,
;
(3)作的中点,直线交抛物线于,如图:
由(2)知:,
是等腰直角三角形,
是的中点,
直线是线段的垂直平分线,,,
,
在直线上,
设直线为,则,
,
直线为,
由得或,
点位于第四象限,
,,
将,代入得:
,
解得.
【点评】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法、“将军饮马”模型、等腰三角形等知识,解题的关键是熟悉“将军饮马”模型,求出点坐标.
50.(2024春•崂山区期中)早在古罗马时代,传说亚历山大城有一位精通数学和物理的学者,名叫海伦.一天,一位罗马将军专程去拜访他,向他请教一个百思不得其解的问题.
将军每天从军营出发,先到河边饮马,然后再去河岸同侧的军营开会,应该怎样走才能使路程最短?这个问题的答案并不难,据说海伦略加思索就解决了它.从此以后,这个被称为“将军饮马”的问题便流传至今.
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙地解决了这个问题.
如图2,作关于直线的对称点,连接与直线交于点,点就是所求的位置.
证明:如图3,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上,
,,
.
在△中,
即最小.
本问题实际上是利用轴对称变换的思想,把,在直线同侧的问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中在与的交点上,即、、三点共线).本问题可归纳为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”的问题的数学模型.
【简单应用】
(1)如图4,在等边中,,,是的中点,是上的一点,求的最小值
借助上面的模型,由等边三角形的轴对称性可知,与关于直线对称,连接,的最小值就是线段 的长度,则的最小值是 ;
(2)如图5,在四边形中,,,在,上分别找一点、当周长最小时, .
【拓展应用】
如图6,是一个港湾,港湾两岸有、两个码头,,千米,千米,现有一艘货船从码头出发,根据计划,货船应先停靠岸处装货,再停靠岸处装货,最后到达码头.怎样安排两岸的装货地点,使货船行驶的水路最短?请画出最短路线并求出最短路程.
【分析】【简单应用】
(1)根据等边三角形的性质、勾股定理计算,得到答案;
(2)作关于和的对称点,,连接,交于,交于,根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理计算;
【拓展应用】分别作点关于的对称点,点关于的对称点,连接,交于,交于,根据轴对称的性质、勾股定理计算,得到答案.
【解答】解:,
故答案为:;;
【简单应用】(1)由等边三角形的轴对称性可知,与关于直线对称,连接,
的最小值就是线段的长度,
,
则的最小值是,
故答案为:;;
(2)如图5,作关于和的对称点,,连接,交于,交于,
则即为的周长最小值,
,
,
,,
且,,
,
故答案为:100;
【拓展应用】如图6,分别作点关于的对称点,点关于的对称点,连接,交于,交于,
则、为两岸的装货地点,是货船行驶的水路最短路程,
由轴对称的性质可知,,,,,
,
,
答:货船行驶的水路最短路程为千米.
【点评】本题考查的是轴对称最短路径问题、等腰三角形的性质、勾股定理,灵活运用轴对称变换的思想是解题的关键.
51.(2025•陕西模拟)(1)如图①,点、点在线段的同侧,请你在直线上找一点,使得的值最小(不需要说明理由).
(2)如图②,菱形的边长为6,对角线,点,在上,且,求的最小值.
(3)如图③,四边形中,,,,四边形的周长是否存在最大值,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)如图①中,作点关于直线的对称点,连接交直线于,连接.则点即为所求的点.
(2)如图②中,作,使得,连接交于,由四边形是平行四边形,推出,推出,根据两点之间线段最短可知,此时最短,由四边形是菱形,在中,根据计算即可.
(3)如图③中,连接、,在上取一点,使得.首先证明,再证明当为的外接圆的直径时,四边形的周长最大.
【解答】解:(1)如图①中,作点关于直线的对称点,连接交直线于,连接.则点即为所求的点.
(2)如图②中,作,使得,连接交于,
,,
四边形是平行四边形,
,
,
根据两点之间线段最短可知,此时最短,
四边形是菱形,
,,
在中,,
,
,
,
.
的最小值为.
(3)如图③中,连接、,在上取一点,使得.
,,
,
、、、四点共圆,
,,
是等边三角形,
,
,
是等边三角形,
,,
,
,
,
,
,
四边形的周长,
,
当最大时,四边形的周长最大,
当为的外接圆的直径时,四边形的周长最大,易知的最大值,
四边形的周长最大值为.
【点评】本题考查四边形综合题、轴对称、全等三角形的判定和性质、等边三角形的判定和性质、四点共圆、圆的直径最大等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用辅助圆解决最值问题,属于中考压轴题.
52.(2024•崂山区一模)模型介绍:古希腊有一个著名的“将军饮马问题”,大致内容如下:古希腊一位将军,每天都要巡查河岸侧的两个军营、,他总是先去营,再到河边饮马,之后再去营,如图 ①,他时常想,怎么走才能使每天的路程之和最短呢?
大数学家海伦曾用轴对称的方法巧妙的解决了这问题
如图②,作关于直线的对称点,连接与直线交于点,点就是所求的位置.
请你在下列的阅读、应用的过程中,完成解答.
(1)理由:如图③,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上
,
.
在△中,,即最小
归纳小结:
本问题实际是利用轴对称变换的思想,把、在直线的同侧问题转化为在直线的两侧,从而可利用“两点之间线段最短”,即转化为“三角形两边之和大于第三边”的问题加以解决(其中为与的交点,即、、三点共线).
本问题可拓展为“求定直线上一动点与直线外两定点的距离和的最小值”问题的数学模型.
(2)模型应用
如图 ④,正方形的边长为2,为的中点,是上一动点.
求的最小值
分析:解决这个问题,可以借助上面的模型,由正方形的对称性可知,与关于直线对称,连接交于,则的最小值就是线段 的长度,的最小值是 .
如图⑤,已知的直径为4,的度数为,点是的中点,在直径上找一点,使的值最小,则的最小值是 ;
如图⑥,一次函数的图象与,轴分别交于,两点,点为坐标原点,点与点分别为线段,的中点,点为上一动点,求:的最小值,并写出取得最小值时点坐标.
【分析】(1)利用对称性确定出点的位置,用三角形的三边关系加以证明;
(2)①由正方形的对称性确定出的位置,②利用圆的对称性确定出点的位置,③根据平面坐标系的对称性确定出点的位置,利用勾股定理求解即可;
【解答】解:(1)理由:如图③,在直线上另取任一点,连接,,,
直线是点,的对称轴,点,在上
,
.
在△中,,即最小
故答案为:,,;
(2)模型应用
①解决这个问题,可以借助上面的模型,由正方形的对称性可知,与关于直线对称,连接交于
则的最小值就是线段的长度,的最小值是.
在正方形中,,
点是中点,
,
根据勾股定理得,,
即:的最小值,
故答案为:,;
②如图⑤,
由圆的对称性可知,与关于直径对称,连接交于,则的最小值就是线的长度,
点是的中点,
,
的直径为4,
,
在△中,,
的最小值是.
故答案为,
③如图⑥,
由平面坐标系中的对称性可知,与关于直径轴对称,连接交轴于,则的最小值就是线的长度,
一次函数的图象与,轴分别交于,两点,
,,
,,
与关于直径轴对称,
,
,
的最小值为,
,,
直线的解析式为,
.
【点评】此题是一次函数函数综合题,主要考查了正方形的对称性,圆的对称性,函数解析式的确定,勾股定理,解本题的关键是找到距离之和最小的交点.
53.(2024•凤阳县模拟)某课题组在探究“将军饮马问题”时抽象出数学模型:
直线同旁有两个定点、,在直线上存在点,使得的值最小.解法:作点关于直线的对称点,连接,则与直线的交点即为,且的最小值为.
请利用上述模型解决下列问题:
(1)几何应用:如图1,等腰直角三角形的直角边长为2,是斜边的中点,是边上的一动点,则的最小值为 ;
(2)几何拓展:如图2,中,,,若在、上各取一点、使的值最小,求这个最小值;
(3)代数应用:求代数式的最小值.
【分析】(1)作点关于的对称点,连接交于,此时的值最小.连接,先根据勾股定理求出的长,再判断出,根据勾股定理即可得出结论;
(2)作点关于的对称点,过作于,交于.此时的值最小.通过证明△是等边三角形,根据等边三角形的性质求解;
(3)将求代数式的最小值转化为轴对称最短路线问题.
【解答】解:(1)如图1所示,作点关于的对称点,连接交于,此时的值最小.连接.
,
,
,
,
的最小值.
故答案为:;
(2)如图2,作点关于的对称点,过作于,交于.此时的值最小.
.
点与点关于对称
又,
,
△是等边三角形
,,
在△中,,,
;
(3)构造图形如图3所示,
其中:,,,,于,于.
,
所求的最小值就是求的最小值.
作点关于的对称点,过作垂直的延长线于.则,,
所求代数式的最小值是5.
【点评】本题考查的是轴对称最短路线问题,同时考查了勾股定理及等边三角形的判定和性质,难度较大.
54.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点,,直线与抛物线交于,两点,抛物线的顶点为.
(1)分别求抛物线与直线的解析式;
(2)点为轴上的一个动点,连接,,当的值最小时,求点的坐标;
(3)点是直线下方抛物线上的一个动点(不与点,重合),过点作轴的垂线交直线于点,连接,当将分为面积比为的两个三角形时,求点的横坐标.
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)利用配方法求得抛物线顶点的坐标,利用将军饮马模型,作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,则点为所求的点,即此时的值最小;利用待定系数法求得直线的解析式,令,则点坐标可得;
(3)过点作于点,设直线交轴于点,设点,则点,,,用含的代数式表示出,的长度,利用分类讨论的思想方法分两种情况讨论解答:①当时,利用相似三角形的判定与性质列出关于的比例式,解方程就看得出结论;②当时,利用①中的方法解答即可.
【解答】解:(1)抛物线与轴交于点,,
,
解得:.
抛物线的解析式为;
直线经过点,
,
,
直线的解析式为;
(2),
.
联立,
解得:或,
,.
作点关于轴的对称点,连接,交轴于点,如图,
则点为所求的点,即此时的值最小.
设直线的解析式为,
,
解得:,
直线的解析式为,
令,则,
,
,.
(3)过点作于点,设直线交轴于点,如图,
设点,则点,,,
,
,,,
,,
①当时,
则,
,
,
,
,
解得:.
②当时,
则.
,
,
,
,
解得:.
综上,点的横坐标为或.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,抛物线上点的坐标的特征,一次函数图象上点的坐标的特征,待定系数法,轴对称的性质,相似三角形的判定与性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
55.如图,抛物线与轴交于点,,与轴交于点,抛物线的对称轴为直线,顶点为点,点关于直线的对称点为点.
(1)如图①,若点是轴上一动点,当取得最小值时,求点的坐标;
(2)如图②,连接,点是轴上一动点,连接,,求周长的最小值;
(3)如图③,若点为轴上一动点,点为轴上一动点,求四边形周长的最小值.
【分析】(1)作点关于轴的对称点,则,,连接交轴于点,连接,当、、三点共线时,的值最小,求出的直线解析式即可求点坐标;
(2)作点关于轴的对称点,连接交轴于点,连接,当、、三点共线时,有最小值,最小值为;
(3)作点关于轴的对称点,作点关于轴的对称点,连接交轴于,交轴于,连接,,当、、、共线时,的值最小,此时四边形的周长最小,最小值为.
【解答】解:(1)令,则,
,
令,则,
解得或,
,,,,
,
抛物线的对称轴为直线,
点关于直线的对称点为点,
,
作点关于轴的对称点,则,,
连接交轴于点,连接,
,
当、、三点共线时,的值最小,
设的直线解析式为,
,
解得,
,
;
(2),
,
作点关于轴的对称点,连接交轴于点,连接,
,
,
当、、三点共线时,有最小值,
,
,
,,
周长,
周长的最小值为;
(3)作点关于轴的对称点,作点关于轴的对称点,连接交轴于,交轴于,
连接,,
,,
,
、、、共线时,的值最小,此时四边形的周长最小,
,,
,,
,
,
四边形的周长最小值为.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,利用轴对称求最短距离的方法是解题的关键.
56.如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过点、、.其对称轴交轴于点,交直线于点,交抛物线于点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为直线上的动点,当周长取得最小值时,过作的平行线,在第一象限内交抛物线于点,在直线上有一动点,求的最小值;
(3)点为直线上的一点(点不与点重合),在抛物线上是否存在一点,使以点、、、为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请求出点的坐标,不存在,说明理由.
【分析】(1)将点、代入,即可求解;
(2)作点关于对称轴的对称点,连接交对称轴于点,当、、三点共线时,周长的周长最小,求出,,再由题意求出,,过点作轴交于点,则有,当、、三点共线时,的值最小,最小值为的长;
(3)设,,由(1)(2)知,,,,分三种情况讨论:①当为平行四边形的对角线时;②当为平行四边形的对角线时;③当为平行四边形的对角线时;根据平行四边形的对角线互相平分,利用中点坐标公式列出方程求解即可.
【解答】解:(1)将点、代入,
,
,
;
(2),
对称轴为直线,
,,
令,则,
解得或,
,
(2)作点关于对称轴的对称点,连接交对称轴于点,
,
周长,
当、、三点共线时,周长的周长最小,
,对称轴为直线,
,
设直线的解析式为,
,
,
,
,,
设直线的解析式为,
,
,
,
,
设的直线解析式为,
将,代入,可得,
,
联立,
解得或,
点在第一象限,
,
,,
过点作轴交于点,
,
,
,
,
当、、三点共线时,的值最小,
,
的最小值为;
(3)存在点,使以点、、、为顶点的四边形为平行四边形,理由如下:
设直线的解析式为,
,
,
,
设,,
由(1)(2)知,,,,
①当为平行四边形的对角线时,
,
(舍或,
,;
②当为平行四边形的对角线时,
,
(舍或,
,;
③当为平行四边形的对角线时,
,
或,
,或,,
综上所述:点的坐标为,或,或,.
【点评】本题是二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象及性质,平行四边形的性质,胡不归求最短距离,轴对称求最短距离是解题的关键.
57.已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,点、为抛物线对称轴上的动点.
(1)求点、、的坐标;
(2)当取得最大值时,求此时点的坐标及最大值;
(3)若,当取得最小值时,求此时点、的坐标及最小值.
【分析】(1)令,求,令,求,;
(2)连接延长交对称轴于点,此时有最大值;
(3)分两种情况:当点在点上方时,过点作,过点作,作点关于对称轴的对称点,连接,当、、共线时,的值最小;当点在点上方时,过点作,过点作,当、、共线时,的值最小;分别求解即可.
【解答】解:(1)令,则,
,
令,则,
或,
,;
(2)如图1,连接延长交对称轴于点,
,此时有最大值,
,
的最大值为,
设直线的解析式为,
,
,
,
,
对称轴为直线,
;
(3)如图2,当点在点上方时,
过点作,过点作,
四边形为平行四边形,
,
,
,
作点关于对称轴的对称点,连接,
,
当、、共线时,的值最小,
此时,,
,
的最小值为,
设的解析式为,
,
,
,
,
;
如图3,当点在点上方时,
过点作,过点作,
四边形为平行四边形,
,
,
,
作点关于对称轴的对称点,连接,
,
当、、共线时,的值最小,
此时,,
,
的最小值为6,
设的解析式为,
,
,
,
;
综上所述:点坐标为或1,.
【点评】本题是二次函数的综合题,熟练掌握二函数的图象及性质,轴对称求最短距离的方法,分类讨论,数形结合是解题的关键.
58.(2025•渝中区校级自主招生)在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于、两点在左侧),与轴交于点,抛物线的顶点为,过点作的垂线,交对称轴于.
(1)如图1,点为第一象限内的抛物线上一动点,当面积最大时,在对称轴上找一点,在轴上找一点,使得最小,求此时点的坐标及的最小值;
(2)如图2,平移抛物线,使抛物线的顶点在射线上移动,点平移后的对应点为,点的对应点,设原抛物线的对称轴与轴交于点,将沿翻折,使点落在点处,在平面上找一点,使得以、、、为顶点的四边形为菱形.直接写出的坐标.
【分析】(1)先求得点,,,的坐标,得到,的长,记对称轴于轴的交点为点,得到的长,然后由证明,利用相似三角形的性质求得的长,得到点的坐标,用待定系数法求得直线的解析式,过点作轴,交直线于点,设点的坐标,得到点的坐标,然后得到的面积,进而利用二次函数的性质求得面积最大时点的坐标,作点和点关于对称轴的对称点和,连接,与对称轴交于点,则的最小值即为的长,然后求得点和的坐标,进而得到的长和直线的解析式,最后求得点的坐标;
(2)先求得直线的解析式,记与的交点为点,则,点为和的中点,然后利用同角三角函数值相等求得的长,过点作轴于点,利用同角的三角函数值相等求得和的长,进而得到点的坐标,然后求得点的坐标,由点和点的坐标求得的长,即的长,设平移的距离为,然后求得点和点的坐标,进而得到,的长,根据菱形的性质进行分类讨论,列出方程求得的值,即可得到点的坐标.
【解答】解:(1)当时,,
,
当时,,
解得:或,
点,,,,
点的橫坐标为,
点的坐标为,,
,,
如图,记对称轴于轴的交点为点,则,,
,
,
,
,
,
,即,
,
点的坐标为,,
设直线的解析式为,则
,解得:,
直线的解析式为,
过点作轴,交直线于点,
设点的坐标为,则点的坐标为,
,
,
,
当,即点的坐标为,时,面积最大,
作点和点关于对称轴的对称点和,连接,与对称轴交于点,与轴交于点,则的最小值即为的长,
,,
,,,,
,
设直线的解析式为,则
,解得:,
直线的解析式为,
当时,,
点的坐标为,,的最小值为.
(2)设直线的解析式为,则
,解得:,
直线的解析式为,
记与的交点为点,则,点为和的中点,
,即,
,,,
,
,
过点作轴于点,则,
,,
,,
,
,,
,
点的坐标为,,
点的坐标为,,
点,,点,,
,即,
设平移的距离为,则点的坐标为,,点的坐标为,,
,,,
①以和为邻边时,,
,
解得:,
点的坐标为,;
②以和为邻边时,,
,
解得:或,
点的坐标为,或,;
③以和为邻边时,,
,
解得:或(舍,
点的坐标为,;
综上所述,点的坐标为,或,或,或,.
【点评】本题考查二次函数综合题,一次函数的应用,菱形的判定与性质,勾股定理,轴对称的性质,相似三角形的判定与性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短路径问题,学会构建二次函数解决问题,属于中考压轴题.
59.(2025•绥中县二模)如图,二次函数的图象过点和,与轴交于点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)若在该二次函数的对称轴上有一点,使的长度最短,求出的坐标.
(3)动点,同时从点出发,其中点以每秒个单位长度的速度沿折线按的路线运动,点以每秒4个单位长度的速度沿折线按的路线运动,当,两点相遇时,它们都停止运动.设,同时从点出发秒时,的面积为.请直接写出关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围.
【分析】(1)用待定系数法即得二次函数的关系式为;
(2)由,得抛物线的对称轴是直线,与轴交点,根据点关于直线的对称点是,可知与对称轴的交点即为点,使的长度最短,用待定系数法得直线的解析式为,即得;
(3)①根据题意得:,,,可得,两点相遇的时间为秒,(Ⅰ)当,即在上,在上时,;(Ⅱ)当,即在上,在上时,过作轴于,设点的坐标为,,由,可得,即得;(Ⅲ)当,即在上,在上时,过作轴于,过作轴于,设点的标为,,可得,设点的坐标为,,由,得,即得.
【解答】解:(1)二次函数的图象过点,,
,解得,
二次函数的关系式为;
(2),
抛物线的对称轴是直线,与轴交点,
点关于直线的对称点是,
与对称轴的交点即为点,使的长度最短,如图:
设直线的解析式为,将,代入得:
,解得
直线的解析式为,
当时,,
;
(3)①根据题意得:,,,
,两点相遇的时间为(秒,
(Ⅰ)当,即在上,在上时,如图:
,,
;
(Ⅱ)当,即在上,在上时,过作轴于,如图:
设点的坐标为,,
轴,
,
又,
,
而,
,
,
;
(Ⅲ)当,即在上,在上时,过作轴于,过作轴于,如图:
设点的标为,,同(Ⅱ)可得,
设点的坐标为,,
,
,
,
,
,
,
综上所述,.
【点评】本题考查二次函数综合应用,涉及待定系数法、“将军饮马”模型,相似三角形的性质及应用等知识,解题的关键是分类画出图形,用相似三角形对应边成比例解决问题.
60.(2024•西安模拟)如图1,已知抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,顶点为,连接
(1)点是直线上方抛物线上一动点(不与、重合),过点作轴的平行线交直线于点,作于点,点、是线段上两个动点,且,连接、.当的周长最大时,求的最小值;
(2)如图2,连接,点是线段的中点,点是线段上一动点,连接,将沿翻折,且线段的中点恰好落在线段上,将绕点逆时针旋转得到△,点为坐标平面内一点,当以点、、、为顶点的四边形是平行四边形时,求点的坐标.
【分析】(1)先求出点、、的坐标,可求直线解析式且得到.由轴和可得是等腰直角三角形,则最大时其周长最大.设点坐标为,则点,可列得与的函数关系式,配方可求出其最大值,得到此时的坐标和的长,即得到长.求最小值转化为求最小值.先作关于直线的对称点,再通过平移得,构造“将军饮马”的基本图形求解.
(2)由翻折得,,再由为中点证得,得,又中点在上,可证△,所以有即四边形为菱形,得.设点坐标为即可列方程求得.再根据题意把点、求出.以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,要进行分类讨论,结合图形,利用平行四边形对边平行的性质,用平移坐标的方法即可求得点.
【解答】解:(1)
抛物线与轴交于点、点,与轴交于点,顶点,
直线解析式:,
轴,
,
是等腰直角三角形,
设点,则点,其中
时,有最大值为
的周长最大时,,,,,
,点可看作点向右平移个单位、向下平移个单位
如图1,作点关于直线的对称点,过作且
,,即,
当、、在同一直线上时,为最小值
最小值为
(2)连接、,设与交点为(如图
△沿翻折得△
,,,
为中点
,
是直角三角形,
为中点
在与△中
△
四边形是平行四边形
设,
解得:,(舍去)
点坐标为,
绕点逆时针旋转得到△
,,,
、横坐标差为,纵坐标差为
、横坐标差为,纵坐标差为
当有平行四边形时(如图,点横坐标为,纵坐标为
当有平行四边形时(如图,点横坐标为,纵坐标为
当有平行四边形时(如图,点横坐标为,纵坐标为
综上所述,点的坐标为或,或
【点评】本题考查了二次函数的性质,平移的性质,轴对称求最短路径问题,旋转,轴对称性质,全等三角形的判定和性质,两点间距离公式,平行四边形的判定.考查了分类讨论、几何变换、转化思想.第(1)题关键是通过轴对称和平移构造“将军饮马”的基本图形求线段和最小值,第(2)题解题关键是发现四边形的特殊性,再利用方程思想求点坐标;已知三点求构成平行四边形的第4个点坐标是常见题型,但此题已知的三点坐标数值都不是整数,计算量较大.
相关试卷
这是一份2026年中考数学压轴题专项练习-将军饮马(3)(学生版+名师详解版),共74页。试卷主要包含了如图,抛物线经过点,点,点,已知抛物线经过点,与轴交于点,【模型介绍】等内容,欢迎下载使用。
这是一份2026年中考数学压轴题专项练习-将军饮马(学生版+名师详解版),共46页。试卷主要包含了已知等内容,欢迎下载使用。
这是一份2026年中考数学压轴题专项练习-将军饮马(2)(学生版+名师详解版),共69页。试卷主要包含了问题提出等内容,欢迎下载使用。
相关试卷 更多
- 1.电子资料成功下载后不支持退换,如发现资料有内容错误问题请联系客服,如若属实,我们会补偿您的损失
- 2.压缩包下载后请先用软件解压,再使用对应软件打开;软件版本较低时请及时更新
- 3.资料下载成功后可在60天以内免费重复下载
免费领取教师福利