近些年的中考中,经常出现动点的运动轨迹类问题,通常出题以求出轨迹的长度或最值最为常见。很多考生碰到此类试题常常无所适从,不知该从何下手。

其实初中阶段如遇求轨迹长度仅有2种类型:"直线型"和"圆弧型"(两种类型中还会涉及点往返探究"往返型"),对于两大类型该如何断定,通常老师会让学生画图寻找3处以上的点来确定轨迹类型进而求出答案,对于填空选择题而言不外乎是个好方法,但如果要进行说理很多考生难以解释清楚。

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(1)

典型考题

类型1 轨迹为直线型最值问题

1.(2019春•姑苏区期末)如图,正方形纸片ABCD的边长为4cm,点M、N分别在边AB、CD上.将该纸片沿MN折叠,使点D落在边BC上,落点为E,MN与DE相交于点Q.随着点M的移动,点Q移动路线长度的最大值是(  )

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(2)

A.2 cm B.4 cm C.√2 cm D.1 cm

【解析】如图,取AB、CD中点K、G,连接KG、BD交于点O.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(3)

由题意可知点Q运动的路线就是线段OG,

∵DO=OB,DG=GC,∴OG=1/2BC=1/2×4=2.

∴点Q移动路线长度的最大值是2.故选:A.

2.(2018秋•西安期末)如图,在平面直角坐标系中,x轴上有一点B(10,0),点M由点B出发沿x轴向左移动,以BM为斜边在x轴上方作等腰直角三角形AMB,则点M在运动过程中,OA的最小值为_________.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(4)

【解析】:如图,过点O作OE⊥AB于点E,

∵△AMB是等腰直角三角形,∴∠ABM=45°,

∴点A在与OB成45°角的直线BE上移动,

∴当点A与点E重合时,OA的值最小,

∵OE⊥AB,∠ABO=45°,

∴∠EOB=45°=∠EBO,∴OE=BE,

∴OB=√2OE=10,∴OE=5√2,∴OA的最小值为5√2.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(5)

3.(2019•常熟市二模)已知x轴上一点A(1,0),B为y轴上的一动点,连接AB,以AB为边作等边△ABC如图所示,已知点C随着点B的运动形成的图形是一条直线,连接OC,则AC OC的最小值是_______.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(6)

【解析】如图所示,在第四象限以OA为边长作等边△AOD,

连接OD,并作直线CD,延长AD交y轴于点A'.

∵等边△ABC、等边△AOD,

∴AB=AC,AO=AD,∠BAC=∠OAD=60°。

∴∠BAC﹣∠OAC=∠OAD﹣∠OAC,∴∠BAO=∠CAD.

在△BAO和△CAD中,AB=AC, ∠BAO=∠CAD,AO=AD,

∴△BAO≌△CAD(SAS),∴∠AOB=∠ADC.

∵∠AOB=90°,∴∠ADC=90°,∴CD⊥AD.

∴点C随着点B的运动形成的图形是直线CD.

∵∠AOA'=90°,∠OAD=60°,

∴∠AA'O=30°. ∴OA=1/2AA',∴AD=OA=1/2AA',

∴点D是AA'的中点.

∵CD⊥AD,∴CD是AA'的中垂线.∴AC=A'C,∴AC OC=A'C OC.

又∵点C在直线CD上运动,所以点O、C、A'三点共线时,A'C OC的值最小,最小值为OA'的长.

在R△AOA'中,∠AOA'=90°,∠OAD=60°,OA=1,OA'=√3OA=√3,

∴AC OC的最小值为√3.

故答案为√3.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(7)

类型2 轨迹为圆弧型最值问题

4.(2018秋•德清县期末)如图,以G(0,2)为圆心,半径为4的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,点E为⊙G上一动点,且点E在第一象限,CF⊥AE于点F,当点E在⊙G的圆周上运动的过程中,线段BF的长度的最小值为(  )

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(8)

A.3 B.2√3﹣2 C.6﹣2√3 D.4﹣√3

【解析】:连接AC、BC,如图所示:

∵以G(0,2)为圆心,半径为4的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,

∴OC=6,OG=2,AG=4,OA=OB,AC=BC,

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(9)

5.(2019•南充中考题)如图,矩形硬纸片ABCD的顶点A在y轴的正半轴及原点上滑动,顶点B在x轴的正半轴及原点上滑动,点E为AB的中点,AB=24,BC=5.给出下列结论:①点A从点O出发,到点B运动至点O为止,点E经过的路径长为12π;②△OAB的面积最大值为144;③当OD最大时,点D的坐标为(25√26/26,125√26/26).其中正确的结论是______.(填写序号)

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(10)

【解析】①由条件可知AB=24,则AB的中点E的运动轨迹是圆弧,最后根据弧长公式即可计算出点E所经过的路径长;②当△OAB的面积最大时,因为AB=24,所以△OAB为等腰直角三角形,即OA=OB,可求出最大面积为144;③当O、E、D三点共线时,OD最大,过点D作DF⊥y轴于点F,可求出OD=25,证明△DFA∽△AOB和△DFO∽△BOA,可求出DF长,则D点坐标可求出.故答案为:②③.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(11)

6.(2019秋•河西区期末)如图,在边长为1的正方形ABCD中,将射线AC绕点A按顺时针方向旋转α度(0<α≤360°),得到射线AE,点M是点D关于射线AE的对称点,则线段CM长度的最小值为______.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(12)

【解析】:如图所示:连接AM.∵四边形ABCD为正方形,∴由勾股定理可求得AC=√2.∵点D与点M关于AE对称,∴AM=AD=1.

∴点M运动的轨迹是在以A为圆心,以AD长为半径的圆上.

如图所示,当点A、M、C在一条直线上时,CM有最小值.∴CM的最小值=AC﹣AM′=√2﹣1,故答案为:√2﹣1.

7.(2019秋•南通期中)如图,AB为半圆O的直径,点C在半圆O上,AB=8,∠CAB=60°,P是弧BC上的一个点,连接AP,过点C作CD⊥AP于点D,连接BD,在点P移动过程中,BD长的最小值为______.

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(13)

坐标法求立体几何轨迹问题(求几何最值难题)(14)

方法归纳

直线型轨迹如何寻,任画三点定轨迹,此法适用选填题,要知它法往下寻。

如遇定点和定角,夹角定位来搞定,如遇定线和定距,平行定距把它解。

圆弧型轨迹如何寻,通过定点 定长⇒圆, 定线 定角⇒圆两个模型确定。

动点路径问题中,核心方法是寻找定点、定线、定长、定角等,再根据线与圆的基本概念及基本性质确定运动轨迹所形成的图形.

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