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九年级数学解答题一般
题目
如图,在矩形ABCDABCD中,AD=4AD=4,AB=6AB=6,PPCDCD的中点,连接BPBP.在矩形ABCDABCD内部找一点EE,使得BEC=BPC\angle BEC=\angle BPC,则线段DEDE的最小值为____.
知识点:四边形综合题章节:未标注

答案与解析

答案

如图,以BPBP的中点OO为圆心,OBOB为半径画圆,

在矩形ABCDABCD中,AD=BC=4AD=BC=4AB=CD=6AB=CD=6
BCP=90\because \angle BCP=90^{\circ}
\therefore所画圆是RtBCPRt\triangle BCP的外接圆,
BCBC左侧圆弧上任意一点EEBCBC构成的BEC\angle BECBPC\angle BPC共弦,
BEC=BPC\therefore \angle BEC=\angle BPC
连接ODOD与圆的交点即为DEDE的最短距离,
OHDCOH\bot DC于点HH
H\therefore HPCPC的中点,
OH\therefore OHPBC\triangle PBC的中位线,
OH=12BC=2\therefore OH=\frac{1}{2}BC=2
P\because PCDCD的中点,
CP=DP=12CD=3\therefore CP=DP=\frac{1}{2}CD=3
PH=12CP=32\therefore PH=\frac{1}{2}CP=\frac{3}{2}
DH=DP+PH=3+32=92\therefore DH=DP+PH=3+\frac{3}{2}=\frac{9}{2}
OP=OH2+PH2=22+(32)2=52\therefore OP=\sqrt{O{H}^{2}+P{H}^{2}}=\sqrt{{2}^{2}+(\frac{3}{2})^{2}}=\frac{5}{2}
OE=OP=52\therefore OE=OP=\frac{5}{2}
OD=DH2+OH2=(92)2+22=972\because OD=\sqrt{D{H}^{2}+O{H}^{2}}=\sqrt{(\frac{9}{2})^{2}+{2}^{2}}=\frac{\sqrt{97}}{2}
DE=ODOE=97252=9752\therefore DE=OD-OE=\frac{\sqrt{97}}{2}-\frac{5}{2}=\frac{\sqrt{97}-5}{2}.
故答案为:9752\frac{\sqrt{97}-5}{2}.

BPBP的中点OO为圆心,OBOB为半径画圆,可得所画圆是RtBCPRt\triangle BCP的外接圆,弦BCBC左侧圆弧上任意一点EEBCBC构成的BEC\angle BECBPC\angle BPC共弦,可得BEC=BPC\angle BEC=\angle BPC,连接ODOD与圆的交点即为DEDE的最短距离,作OHDCOH\bot DC于点HH,可得OHOHPBC\triangle PBC的中位线,根据勾股定理求出OPOPODOD的值,进而可得DEDE的最小值.

【点评】

本题考查了矩形的性质,勾股定理,三角形中位线定理,圆周角定理,最短路线问题,解决本题的关键是综合利用以上知识找到点EE.

解析

如图,以BPBP的中点OO为圆心,OBOB为半径画圆,

在矩形ABCDABCD中,AD=BC=4AD=BC=4AB=CD=6AB=CD=6
BCP=90\because \angle BCP=90^{\circ}
\therefore所画圆是RtBCPRt\triangle BCP的外接圆,
BCBC左侧圆弧上任意一点EEBCBC构成的BEC\angle BECBPC\angle BPC共弦,
BEC=BPC\therefore \angle BEC=\angle BPC
连接ODOD与圆的交点即为DEDE的最短距离,
OHDCOH\bot DC于点HH
H\therefore HPCPC的中点,
OH\therefore OHPBC\triangle PBC的中位线,
OH=12BC=2\therefore OH=\frac{1}{2}BC=2
P\because PCDCD的中点,
CP=DP=12CD=3\therefore CP=DP=\frac{1}{2}CD=3
PH=12CP=32\therefore PH=\frac{1}{2}CP=\frac{3}{2}
DH=DP+PH=3+32=92\therefore DH=DP+PH=3+\frac{3}{2}=\frac{9}{2}
OP=OH2+PH2=22+(32)2=52\therefore OP=\sqrt{O{H}^{2}+P{H}^{2}}=\sqrt{{2}^{2}+(\frac{3}{2})^{2}}=\frac{5}{2}
OE=OP=52\therefore OE=OP=\frac{5}{2}
OD=DH2+OH2=(92)2+22=972\because OD=\sqrt{D{H}^{2}+O{H}^{2}}=\sqrt{(\frac{9}{2})^{2}+{2}^{2}}=\frac{\sqrt{97}}{2}
DE=ODOE=97252=9752\therefore DE=OD-OE=\frac{\sqrt{97}}{2}-\frac{5}{2}=\frac{\sqrt{97}-5}{2}.
故答案为:9752\frac{\sqrt{97}-5}{2}.

BPBP的中点OO为圆心,OBOB为半径画圆,可得所画圆是RtBCPRt\triangle BCP的外接圆,弦BCBC左侧圆弧上任意一点EEBCBC构成的BEC\angle BECBPC\angle BPC共弦,可得BEC=BPC\angle BEC=\angle BPC,连接ODOD与圆的交点即为DEDE的最短距离,作OHDCOH\bot DC于点HH,可得OHOHPBC\triangle PBC的中位线,根据勾股定理求出OPOPODOD的值,进而可得DEDE的最小值.

【点评】

本题考查了矩形的性质,勾股定理,三角形中位线定理,圆周角定理,最短路线问题,解决本题的关键是综合利用以上知识找到点EE.

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