有些几何最值问题,几何变量关系不明显,需要挖掘变量之间关系,通过恰当设取恰当未知数,让学生求出变量间的函数表达式,然后再让学生求变量的最值,这类问题需要用函数模型解决,但是也有很多几何最值问题并没有给出求函数表达式的指令,所以很多学生想不到,对于此类问题,更多学生往往不知道应该选择何种模型,所以应当重视这类问题。

建立函数模型求最值一般需要以下几个步骤:
(1)选择自变量,确定自变量的取值范围;
(2)求得函数解析式;
(3)在自变量取值范围内利用配方或函数图象的最高点(或最低点),二次函数需结合顶点公式,求得函数的最大值(或最小值).
经典考题1.(2019秋•嘉兴期末)一副三角板(△ABC与△DEF)如图放置,点D在AB边上滑动,DE交AC于点G,DF交BC于点H,且在滑动过程中始终保持DG=DH,若AC=2,则△BDH面积的最大值是()
A.3B.3√3C.3/2D.3√3/2

【解析】:本题考查了二次函数的性质,解直角三角形,三角形全等的判定和性质以及三角形面积,得到关于x的二次函数是解题的关键.
如图,作HM⊥AB于M,∵AC=2,∠B=30°,∴AB=2√3,
∵∠EDF=90°,∴∠ADG+∠MDH=90°,
∵∠ADG+∠AGD=90°,∴∠AGD=∠MDH,
∵DG=DH,∠A=∠DMH=90°,
∴△ADG≌△MHD(AAS),∴AD=HM,

2.(2019秋•松滋市期中)如图,四边形ABCD的两条对角线互相垂直,AC+BD=16,则四边形ABCD的面积最大值是()

A.16B.32C.36D.64
【解析】:设AC=x,四边形ABCD面积为S,则BD=16﹣x,

当x=8时,S最大=32;
所以AC=BD=8时,四边形ABCD的面积最大,故选:B.
变式.(2019•无锡模拟)四边形的两条对角线AC、BD所成的锐角为45°,当AC+BD=9时,四边形ABCD的面积最大值是()
A.75√2/4B.81√2/16C.19√2D.21√2

【解析】:过点B作BF⊥AC,与CA延长线交于点F,过点D作DE⊥AC于点E,∵AC与BD所成的锐角为45°,∴BF=OBsin45°,DE=ODsin45°,
∴四边形ABCD的面积S=


3.(2019•顺庆区校级自主招生)如图,已知AB=8,P为线段AB上一个动点,分别以A、B为边在AB的同侧作菱形APCD和菱形PBFE,点P、C、E在同一直线上,∠DAP=60°,M、N分别是对角线AC、BE的中点.当点P在线段AB上移动时,线段MN的最小值是_____.

【解析】连接PM、PN.首先证明∠MPN=90°设PA=2a,则PB=8﹣2a,PM=a,PN=√3(4﹣a),构建二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;连接PM、PN.
∵四边形APCD,四边形PBFE是菱形,∠DAP=60°,
∴∠APC=120°,∠EPB=60°,
∵M,N分别是对角线AC,BE的中点,
∴∠CPM=1/2∠APC=60°,∠EPN=1/2∠EPB=30°,
∴∠MPN=60°+30°=90°,

4.(2019春•雁塔区校级期末)如图,在等腰Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,F是AB边上的中点,点D、B分别在AC、BC边上运动,且保持AD=CE,连接DE、DF、EF,则△CDE面积的最大值为______.

【解析】设AD=x,则CE=AD=x,CD=8﹣x,根据三角形面积公式列式,由二次函数配方可得最大值.

∵﹣1/2<0,∴当x=4,即AD=4时,△CDE面积有最大值是8,
故答案为:8.
5.(2019•晋江市一模)如图,点P为线段AB(不含端点A、B)上的动点,分别以AP、PB为斜边在AB的同侧作Rt△AEP与Rt△PFB,∠AEP=∠EPF=∠PFB=90°,若AE+PF=8,EP+FB=6,则线段EF的取值范围是_______.

【解析】本题考查二次函数最值,三角形相似,勾股定理,平行线的判定,是综合性很强的一道题;能够通过平行得到三角形相似,能够通过相似得到边的关系,利用勾股定理得到二次函数的解析式,再由二次函数的值的范围求解,因此熟练掌握相似、平行、二次函数最值的求法是解题的关键.
解一(函数思想):设AE=x,PE=y,则PF=8﹣x,BF=6﹣y,
∵∠AEP=∠EPF=∠PFB=90°,∴PE∥BF,∴△PEA∽△BFP,

解二(几何思想):延长BF、AE相交于点G,连接GP,

∵∠AEP=∠EPF=∠PFB=90°,∴四边形GFPE是矩形,∴FE=GP,
∵GF=PE,GE=BF,∴BG=BF+PE,AG=AE+FP,
∵AE+PF=8,EP+FB=6,
∴BG=6,AG=8,∴AB=10,
当GP⊥AB时,GP最小,最小值为24/5;
当EF与GA重合时,EF最大,最大值为8,
∵点P为线段AB(不含端点A、B)上的动点,∴24/5≤EF<8.
故答案为故答案为24/5≤EF<8.

6.如图,正方形ABCD的边长为2,点E、F分别是边AB、CD上的动点,且AE=CF,连接EF,将线段EF绕点E逆时针旋转90°得到线段EG,连接DG,则线段DG长的最小值为_______

【解析】:如图,过点F作FM⊥AB于M,过点G作GH⊥AD于H,GN⊥AB于N,∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=AD=CD=2,∠B=∠C=∠BAD=90°,
且FM⊥AB,GH⊥AD,GN⊥AB,
∴四边形BCFM,四边形AHGN是矩形,
∴BM=CF,NG=AH,AN=GH,MF=BC=2,
∵将线段EF绕点E逆时针旋转90°得到线段EG,
∴EG=EF,∠GEF=90°,
∴∠NEG+∠FEM=90°,且∠NGE+∠NEG=90°,
∴∠FEM=∠NGE,且∠N=∠FME=90°,EF=EG,
∴△EGN≌△EFM(AAS)
∴NE=MF=2,EM=NG,
设AE=CF=a,
∴EM=2﹣2a=NG=AH,AN=2﹣a=GH,
∴HD=AD﹣AH=2﹣(2﹣2a)=2a,

7.如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠ADC=120°,P为对角线AC上的一点,过P作PE∥AB交AD与E,PF∥AD交CD于F,连接BE、BF、EF.
(1)求AC的长;
(2)求证:△BEF为等边三角形;
(3)四边形BEPF面积的最小值为_______.

【解析】本题考查了菱形的性质,平行四边形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,三角形全等的判定和性质以及二次函数的性质,作出辅助线构建全等三角形是解题的关键.
(1):连接BD,交AC于G,
∵菱形ABCD中,AC和BD是对角线,
∴BD⊥AC,AG=CG=1/2AC,
∵AB=6,∠ADC=120°,∴∠BAC=∠BCA=30°,
在Rt△ABG中,AG=AB•cos∠BAC=6×√3/2=3√3,
∴AC=2AG=6√3;
(2)证明:∵在菱形ABCD中,AB=6,∠ADC=120°,
∴∠BAD=∠BCD=60°,∠ABD=∠CBD=∠ADB=∠CDB=60°,
∴△ABD是等边三角形,∴BD=AB=BC=6,
∵PE∥AB,PF∥AD,
∴∠CPF=∠CAD,四边形DEPF是平行四边形,∴ED=PF,
∵AD=DC,∴∠CAD=∠ACD,∴∠CPF=∠ACD,∴PF=FC,
∴ED=FC,∴易证明△BED≌△BFC(SAS),
∴BE=BF,∠EBD=∠FBC,
∵∠FBC+∠FBD=∠CBD=60°,
∴∠EBD+∠FBD=∠EBF=60°,∴△BEF是等边三角形;
(3)解:作PH⊥CD于H,

设FC=x,则PF=x,DF=6﹣x,
∵∠ADC=120°,PF∥AD,∴∠PFD=60°,

在实际的解题中,如果求的是一条线段的最值或是几条线段和(或差)的最值,那么首选是尝试套用常见的基本的几何模型,若未能够直接套用几何模型,那么可以先分析题目中和动点有关的数量关系,特别是一些变化过程中的不变量,通过数量关系的转化,将其化归为常见的基本的几何模型(如将军饮马模型,胡不归模型,阿氏圆模型等),从而解决问题.若不能用几何模型求解,则可以寻找其中隐藏的函数关系,然后构建函数模型解决最值问题.
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