题目内容

7.在坐标平面内,如果一个凸四边形的两条对角线分别平行于坐标轴,且有一条对角线恰好平分另一条对角线,则把这样的凸四边形称为坐标平面内的“箏状四边形”.
(1)已知箏状四边形ABCD的三个顶点坐标为A(3,2),B(5,1),C(8,2),则顶点D的坐标为多少.
(2)如果箏状四边形ABCD的三个顶点坐标为A(-6,-3),B(-4,-6),C(-2,-3),则顶点D纵坐标y的取值范围为多少.
(3)已知面积为30的箏状四边形ABCD相邻两个顶点的坐标分别为A(3,1),B(6,3),其中一条对角线长为6,M,N分别是AB,BC的中点,P为对角线上一动点,连结MN,MP,NP,试求△MNP周长的最小值.

分析 (1)根据“箏状四边形”的定义即可求出点D坐标.
(2)画出图形,即可判定点D的纵坐标y的取值范围.
(3)分两种情形讨论①当点P在对角线AC上时,作点M关于AC的对称点K,连接KN交AC于点P,此时△PMN的周长最小.②当点P在对角线BD上时,△PMN的周长的最小值不存在.

解答 解:(1)如图1中,

由题意AC垂直平分线段线段BD,可知B、D关于直线AC对称,
∵A(3,2),B(5,1),C(8,2),
∴D(5,3).

(2)如图2中,

由题意可知,BD垂直平分线段AC,
∵四边形ABCD是凸四边形,A(-6,-3),B(-4,-6),C(-2,-3),
∴顶点D纵坐标y的取值范围:y>-3.

(3)如图3中,

①当点P在对角线AC上时,作点M关于AC的对称点K,连接KN交AC于点P,此时△PMN的周长最小.
由题意A(3,1),B(6,3),
∵对角线BD=6,
∴D(0,3),
∵$\frac{1}{2}$×6×AC=30,
∴AC=10,
∴C(3,11),
∴M(4.5,2),N(4.5,7),K(1.5,2)
∴MN=5,KN=$\sqrt{{3}^{2}+{5}^{2}}$=$\sqrt{34}$,
△PMN的周长的最小值为$\sqrt{34}$+5.
②当M,N分别是AB,BC′的中点,P′为对角线AC′上一动点,同法可求△P′M′N′周长的最小值为3+$\sqrt{13}$.
∴△PMN的周长的最小值问题$\sqrt{34}$+5或3+$\sqrt{13}$.

点评 本题考查三角形综合题、轴对称-最短问题、“箏状四边形”的定义等知识,解题的关键是理解题意,学会利用轴对称解决最短问题,属于中考创新题目.

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