四边形中的最值问题其实是三角形中最值问题的延伸,这类最值问题涉及到的知识点有五个:应用两点之间线段最短;应用垂线段最短;应用三角形三边之间的关系;应用轴对称、旋转、平移(初中三大几何变化);构造轨迹圆求最值(包括定角模型、定线模型、隐含圆模型),举例说明如下:

模型1 将军饮马模型
1.(2019•永安市一模)如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的顶点B在原点,点A、C在坐标轴上,点D的坐标为(6,4),E为CD的中点,点P、Q为BC边上两个动点,且PQ=2,要使四边形APQE的周长最小,则点P的坐示应为( )
A.(2,0)B.(8/3,0)C.(4,0)D.(14/3,0)
【解析】要使四边形APQE的周长最小,由于AE与PQ都是定值,只需AP+EQ的值最小即可.为此,在AD上截取线段AF=DE=2,作F点关于BC的对称点G,连接EG与BC交于一点即为Q点,过Q点作FQ的平行线交BC于一点,即为P点,过*点G**作BC的平行线交DC的延长线于H点.

∵GH=DF=6,EH=2+4=6,∠H=90°,∴∠GEH=45°,∴∠CEQ=45°,
设BP=x,则CQ=BC﹣BP﹣PQ=6﹣x﹣2=4﹣x,
在△CQE中,∵∠QCE=90°,∠CEQ=45°,∴CQ=EC,∴4﹣x=2,
解得x=2.∴P的坐示应为(2,0).故选:A.
2.(2019•武昌区模拟)如图,在平面直角坐标系中,已知正方形ABCO,A(0,3),点D为x轴上一动点,以AD为边在AD的右侧作等腰Rt△ADE,∠ADE=90°,连接OE,则OE的最小值为( )
A.3√2/2 B.√2 C.2√2 D.3√2

【解析】本题考查旋转变换,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,垂线段最短,一次函数等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考选择题中的压轴题.如图,作EH⊥x轴于H,连接CE.
∵∠AOD=∠ADE=∠EHD=90°,∴∠ADO+∠EDH=90°,∠EDH+∠DEH=90°,
∴∠ADO=∠DEH,∵AD=DE,∴△ADO≌△DEH(AAS),∴OA=DH=OC,OD=EH,∴OD=CH=EH,∴∠ECH=45°,∴点E在直线y=x﹣3上运动,作OE′⊥CE,则△OCE′是等腰直角三角形,∵OC=3,∴OE′=3√2/2,∴OE的最小值为3√2/2.故选:A.


类型2 旋转模式
4.(2017秋•昌江区校级期末)如图,P是正方形ABCD外一点,PA=√2,PB=4,则当线段PD取最长时,∠APB= _____.

【解析】本题考查了旋转的性质,正方形的性质,三角形的三边关系,确定P′B取得最大值时点P′的位置是本题的关键.
如图,将△PAD绕点A顺时针旋转90°得到△P’AB,PD的最大值即为P’B的最大值,∵旋转,∴AP=AP’,∠PAP’=90°∴∠APP’=45°
根据三角形的三边关系可得:PP’+PB>P’B
∴当点P’,点P,点B三点共线时,P’B取得最大值,即PD取得最大值
∴∠APB=180°﹣∠APP’=135°

5.(2018秋•江岸区期末)如图,点C为线段AB的中点,E为直线AB上方的一点,且满足CE=CB,连接AE,以AE为腰,A为顶角顶点作等腰Rt△ADE,连接CD,当CD最大时,∠DEC= ______.

【解析】本题考查旋转变换,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,三角形的三边关系等知识,解题的关键是添加常用辅助线构造全等三角形.
如图1中,将线段CA绕点A逆时针旋转90°得到线段AH,连接CH,DC.

∵∠DAE=∠HAC=90°,∴∠DAH=∠EAC,
∵DA=EA,HA=CA,∴△DAH≌△EAC(SAS),∴DH=CE=定值,
∵CD≤DH+CH,CH是定值,∴当D,C,H共线时,DC定值最大,如图2中,此时∠AHD=∠ACE=135°,
∴∠ECB=45°,∠DCE=∠ACE﹣∠ACH=90°,
∵∠ECB=∠CAE+∠CEA,∵CA=CE,∴∠CAE=∠CEA=22.5°,
∴∠ADH=∠AEC=22.5°,∴∠CDE=45°﹣22.5°=22.5°,
∴∠DEC=90°﹣22.5°=67.5°.故答案为:67.5°.
模型3 构造轨迹辅助圆模式
6.(2019•全椒县一模)如图,点E、F是正方形ABCD的边BC上的两点(不与B、C两点重合),过点B作BG⊥AE于点G,连接FG、DF,若AB=2,则DF+GF的最小值为( )


7.(2018秋•武昌区期中)如图三角形ABC中,AB=3,AC=4,以BC为边向三角形外作等边三角形BCD,连AD,则当∠BAC=_______ 度时,AD有最大值 ______.

【解析】如图,在直线AC的上方作等边三角形△OAC,连接OD.
∵△BCD,△AOC都是等边三角形,
∴CA=CO,CB=CD,∠ACO=∠BCD,∴∠ACB=∠OCD,
在△ACB和∠OCD中,AC=OC, ∠ACB=∠OCD,BC=DC,
∴△ACB≌△OCD,∴OD=AB=3,
∴点D的运动轨迹是以O为圆心OD长为半径的圆,
∴当D、O、A共线时,AD的值最大,最大值为OA+OD=4+3=7.
∵△ACB≌△OCD,∴∠CAB=∠DOC,
∵当D、O、A共线时,∠DOC=180°﹣60°=120°,
∴当∠BAC=120度时,AD有最大值为7.
故答案为120,7.

总结:对于将军饮马模型的最值问题,解题的关键是先利用轴对称知识进行等量转换,再依据"两点之间线段短"、"垂线段最短"、"三角线中,两边之和大于第三边"等求最短距离(最小值)。
最值问题求解问题过程中一定要注意常用方法:①两点之间线段最短;②点到直线的距离最短。而两点之间线段最短,一定要找到两个定点。如果题目中,没有出现,一定要通过作点轴对称或旋转方式汇集已知条件,找到这一个隐藏的定点。且这个隐藏的定点,一定是题目中出现的特殊点。