1.依据:与一条定线的两端夹角一定的动点路径是以定线为弦,定角为圆周角的弧。
2.应用:
〔1〕矩形ABCD中,AB=10,AD=4,点P是CD上的动点,当∠APB=90°时求DP的长.
简析:AB为定线,∠APB为定角〔90°〕,P点路径为以AB为弦〔直径〕的弧,如下列图,易得DP为2或8。
〔2〕如图,∠XOY = 45°,等边三角形ABC的两个顶点A、B分别在OX、OY上移动,AB = 2,那么OC的最大值为 .
简析:AB为定线,∠XOY为定角,O点路径为以AB为弦所含圆周角为45°的弧,如下列图,转化为求定点C到定圆M的最长路径,即CM+MO=3+1+2。 〔3〕A〔2,0〕,B〔4,0〕是x轴上的两点,点C是y轴上的动点,当∠ACB最大时,那么点C的坐标为_____. 简析:作ΔABC的处接圆M,当∠ACB最大时,圆心角∠AMB最大,当圆M半径最小时∠AMB最大,即当圆M与y轴相切时∠ACB最大。 如下列图,易得C点坐标为〔0,22〕或〔0,-22〕。 〔4〕如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax^2-3ax-4a的图象经过点C(0, 2),交轴于点A、B,(A点在点左侧),顶点为D. ①求抛物线的解析式及点A、B的坐标; ②将ΔABC沿直线BC对折,点A的对称点为A',试求A'的坐标; ③抛物线的对称轴上是否存在点P,使∠BPC=∠BAC?假设存在,求出点P的坐标;假设不存在,请说明理由. 简析③:定线BC对定角∠BPC=∠BAC,那么P点在以BC为弦的双弧上〔关于BC对称〕,如下列图所示。 三 三点定圆
1.依据:不在同一直线上的三点确定一个圆。
2.应用:
ΔABC中,∠A=45°,AD⊥BC于D,BD=4,CD=6,求AD的长。
简析:作ΔABC的外接圆,如下列图,易得AD=7+5=12。
四 四点共圆
1.依据:对角互补的四边形四个顶点共圆〔或一边所对两个角相等〕。
2.应用:
如图,在矩形ABCD中, AB=6,AD=8,P、E分别是线段AC、BC上的点,四边形PEFD为矩形,假设AP=2,求CF的长。
简析:因∠PEF=∠PDF=∠DCE=90°,知D、F、C、E、P共圆,如下列图,由∠1=∠2、∠4=∠5,易得ΔAPD∼ΔDCF,CF:AP=CD:AD,得CF=1.5。
五旋转生圆
1.如图,圆O的半径为5,A、B是圆上任意两点,且AB=6,以为AB边作正方形ABCD〔点D、P在直线两侧〕,假设AB边绕点P旋转一周,那么CD边扫过的面积为_____ 。
简析:CD旋转一周扫过的图形可以用两点确定,一是最远点距离为PC,二是最近点距离为P到直线CD的垂线段,从而确定两个圆,CD即为两圆之间的圆环,如下列图。
2.如图,在ΔABC中,∠BAC=90°,AB=5cm,AC=2cm,将ΔABC绕顶点C按顺时针方向旋转至ΔA'B'C的位置,那么线段AB扫过区域的面积为_____。
简析:扫过的阴影局部旋转拼合成如下圆心角为45度的扇环。
六 动圆综合
1.动圆+定弦:依据直径是圆中最长的弦,知此弦为直径时,圆最小。 如图, △ABC中, ∠ABC=90°, AB=6, BC=8, O为AC的中点, 过O作OE⊥OF, OE、OF分别交射线AB、BC于E、F, 那么EF的最小值为 .
简析:图中显然O、E、F、B共圆,圆是动的,但弦BO=5,当BO为直径时最小,所以EF最小为5.
2.动圆+定线:相切时为临界值。
如图, Rt△ABC中, ∠C=90°, ∠ABC=30°, AB=6, 点D在AB边上, 点E是BC边上一点 (不与点B、C重合), 且DA=DE, 那么AD的取值范围是 。
简析:因DA=DE,可以D点为圆心以DA为半径作圆,那么圆D与BC相切时,半径DE最小。E向B点移动半径增大直至D到B处〔不含B点〕,得2≤AD<3。
3.动弦+定角:圆中动弦所对的角一定,那么当圆的直径最小时此弦长最小。 :△ABC中,∠B=45°,∠C=60°,D、E分别为AB、AC边上的一个动点,过D分别作DF⊥AC于F,DG⊥BC于G,过E作EH⊥AB于H,EI⊥BC于I,连FG、HI,
求证:FG与HI的最小值相等。
简析:可以看HI何时最小,因B、H、E、I共圆,且弦HI所对圆周角一定,所以当此圆直径最小时弦HI最小,即当BE最小时,此时BE⊥AC,解△OHI可得HI的最小长度。同样可求FG的最小长度。
此题可归纳一般结论:当∠ABC=α,∠ACB=β,BC=m时,FG和HI的最小值均为m*sinα*sinβ。
达标测试:
1.BC=AC=6,∠BCA=90°,∠BDC=45°,AD=2,求BD.
2.如图,将线段AB绕点A逆时针旋转60°得到线段AC,继续旋转α〔0°<α<120°〕得到线段AD,连接CD,BD,那么∠BDC的度数为 .
3.如图,在边长为2√3的等边△ABC中,动点D、E分别在BC、AC边上,且保持AE=CD,连接BE、AD,相交于点P,那么CP的最小值为____.
4.如图,E是正方形ABCD的边AB上的一点,过点E作DE的垂线交∠ABC的外角平分线于点F,求证:FE=DE.
5.当你站在博物馆的展厅中时,你知道站在何欣赏最理想吗?如图,设墙壁上的展品最高点P距离地面2.5米,最低点Q距地面2米,观察者的眼睛E距地面1.6米,当视角∠PEQ最大时,站在此处欣赏最理想,那么此时E到墙壁的距离为 米.
6.如图直线y=x+2分别与x轴,y轴交于点M、N,边长为1的正方形OABC的一个顶点O在坐标系原点,直线AN与MC交于点P,假设正方形OABC绕点O旋转一周,那么点P到点〔0, 1〕长度的最小值是____.
2021•淮安填压〕如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,点F在边AC上,并
且CF=2,点E为边BC上的动点,将△CEF沿直线EF翻折,点C落在点P处,那么点P到边AB距离的最小值是 .
【分析】如图,延长FP交AB于M,当FP⊥AB时,点P到AB的距离最小,利用△AFM∽△ABC,得到
=
求出FM即可解决问题.
【解答】解:如图,延长FP交AB于M,当FP⊥AB时,点P到AB的距离最小.〔点P在以F为圆心CF为半径的圆上,当FP⊥AB时,点P到AB的距离最小〕
∵∠A=∠A,∠AMF=∠C=90°, ∴△AFM∽△ABC, ∴
=
,
∵CF=2,AC=6,BC=8, ∴AF=4,AB=∴
=
,
=10,
∴FM=3.2, ∵PF=CF=2, ∴PM
∴点P到边AB距离的最小值是1.2. 故答案为1.2.
〔2021•无锡填空倒2〕如图,▱OABC的顶点A、C分别在直线x=1和x=4上,O是坐标原点,那么对角线OB长的最小值为 .
【分析】过点B作BD⊥直线x=4,交直线x=4于点D,过点B作BE⊥x轴,交x轴于点E.那么OB=
.由于四边形OABC是平行四边形,所以OA=BC,又由
平行四边形的性质可推得∠OAF=∠BCD,那么可证明△OAF≌△BCD,所以OE的长固定不变,当BE最小时,OB取得最小值,从而可求.
【解答】解:过点B作BD⊥直线x=4,交直线x=4于点D,过点B作BE⊥x轴,交x轴于点E,直线x=1与OC交于点M,与x轴交于点F,直线x=4与AB交于点N,如图:
∵四边形OABC是平行四边形,
∴∠OAB=∠BCO,OC∥AB,OA=BC, ∵直线x=1与直线x=4均垂直于x轴, ∴AM∥CN,
∴四边形ANCM是平行四边形, ∴∠MAN=∠NCM, ∴∠OAF=∠BCD, ∵∠OFA=∠BDC=90°, ∴∠FOA=∠DBC, 在△OAF和△BCD中,
,
∴△OAF≌△BCD. ∴BD=OF=1, ∴OE=4+1=5, ∴OB=
.
由于OE的长不变,所以当BE最小时〔即B点在x轴上〕,OB取得最小值,最小值为
OB=OE=5. 故答案为:5.
〔2021•南通选压〕如图,矩形ABCD中,AB=10,BC=5,点E,F,G,H分别在矩形ABCD各边上,且AE=CG,BF=DH,那么四边形EFGH周长的最小值为〔 〕
A.5
B.10
C.10
D.15
【分析】作点E关于BC的对称点E′,连接E′G交BC于点F,此时四边形EFGH周长取最小值,过点G作GG′⊥AB于点G′,由对称结合矩形的性质可知:E′G′=AB=10、GG′=AD=5,利用勾股定理即可求出E′G的长度,进而可得出四边形EFGH周长的最小值.
【解答】解:作点E关于BC的对称点E′,连接E′G交BC于点F,此时四边形EFGH周长取最小值,过点G作GG′⊥AB于点G′,如下图. ∵AE=CG,BE=BE′, ∴E′G′=AB=10, ∵GG′=AD=5, ∴E′G=
∴C四边形EFGH=2E′G=10应选:B.
=5.
,
〔2021•镇江选压〕如图,一次函数y=2x与反比例函数y=〔k>0〕的图象交于A,B两点,点P在以C〔﹣2,0〕为圆心,1为半径的⊙C上,Q是AP的中点,OQ长的最大值为,那么k的值为〔 〕
A.
B.
C.
D.
【分析】作辅助线,先确定OQ长的最大时,点P的位置,当BP过圆心C时,BP最长,设B〔t,2t〕,那么CD=t﹣〔﹣2〕=t+2,BD=﹣2t,根据勾股定理计算t的值,可得k的值.
【解答】解:连接BP, 由对称性得:OA=OB, ∵Q是AP的中点, ∴OQ=BP,
∵OQ长的最大值为, ∴BP长的最大值为×2=3,
如图,当BP过圆心C时,BP最长,过B作BD⊥x轴于D, ∵CP=1, ∴BC=2,
∵B在直线y=2x上,
设B〔t,2t〕,那么CD=t﹣〔﹣2〕=t+2,BD=﹣2t, 在Rt△BCD中,由勾股定理得:BC2=CD2+BD2,
∴22=〔t+2〕2+〔﹣2t〕2, t=0〔舍〕或﹣, ∴B〔﹣,﹣〕,
∵点B在反比例函数y=〔k>0〕的图象上, ∴k=﹣应选:C.
〔2021•无锡〕如图,∠XOY=60°,点A在边OX上,OA=2.过点A作AC⊥OY于点C,以AC为一边在∠XOY内作等边三角形ABC,点P是△ABC围成的区域〔包括各边〕内的一点,过点P作PD∥OY交OX于点D,作PE∥OX交OY于点E.设OD=a,OE=b,那么a+2b的取值范围是 .
=
;
【分析】作辅助线,构建30度的直角三角形,先证明四边形EODP是平行四边形,得EP=OD=a,在Rt△HEP中,∠EPH=30°,可得EH的长,计算a+2b=2OH,确认OH最大和最小值的位置,可得结论. 【解答】解:过P作PH⊥OY交于点H, ∵PD∥OY,PE∥OX,
∴四边形EODP是平行四边形,∠HEP=∠XOY=60°, ∴EP=OD=a,
Rt△HEP中,∠EPH=30°, ∴EH=EP=a,
∴a+2b=2〔a+b〕=2〔EH+EO〕=2OH,
当P在AC边上时,H与C重合,此时OH的最小值=OC=OA=1,即a+2b的最小值是2;
当P在点B时,OH的最大值是:1+=,即〔a+2b〕的最大值是5, ∴2≤a+2b≤5.
〔2021•苏州〕如图,AB=8,P为线段AB上的一个动点,分别以AP,PB为边在AB的同侧作菱形APCD和菱形PBFE,点P,C,E在一条直线上,∠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,点M,N之间的距离最短为 〔结果留根号〕.
【分析】连接PM、PN.首先证明∠MPN=90°设PA=2a,那么PB=8﹣2a,PM=a,PN=
〔4﹣a〕,构建二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;
【解答】解: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=∠APC=60°,∠EPN=∠EPB=30°, ∴∠MPN=60°+30°=90°,
设PA=2a,那么PB=8﹣2a,PM=a,PN=∴MN=
=
〔4﹣a〕, =
,
∴a=3时,MN有最小值,最小值为2故答案为2
.
,
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