利用阿氏圆求几何最值应用举例一
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中考数学最值——阿氏圆问题(点在圆上运动)(PA+k·PB型最值)【问题背景】与两个定点距离之比为一个不为0的常数的点的轨迹是一个圆,这个圆为阿氏圆。
这个定理叫阿波罗尼斯定理。
【知识储备】①三角形三边关系:两边之和大于第三边;两边之差小于第三边。
②两点之间线段最短。
③连接直线外一点和直线上各点的所有线段中,垂线段最短。
【模型分析】①条件:已知A、B为定点,P为 O上一动点,OPOB=k(0<k<1)。
②问题:P在何处时,PA+k·PB的值最小。
③方法:连接OP,OB,在OB上取点C,使OCOP =k,可得△POC∽△BOP,所以CPPB=OPOB=k,所以得CP=k·PB。
所以PA+k·PB=PA+CP≥AC,当P为AC与 O的交点时,PA+k·PB的最小值为AC。
总结:构造母子三角形相似若能直接构造△相似计算的,直接计算,不能直接构造△相似计算的,先把k提到括号外边,将其中一条线段的系数化成,再构造△相似进行计算。
【经典例题】已知∠ACB=90°,CB=4,CA=6,⊙C半径为2,P为圆上一动点.(1)求12AP BP+的最小值为。
(2)求13AP BP+的最小值为。
【巩固训练】练习1:如图,点A、B在⊙O 上,且OA=OB=6,且OA⊥OB,点C是OA的中点,点D在OB 上,且OD=4,动点P在⊙O 上,则2PC+PD的最小值为;练习2:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AC的中点,M为BD的中点,将线段AD绕A点任意旋转(旋转过程中始终保持点M为BD的中点),若AC=4,BC=3,那么在旋转过程中,线段CM长度的取值范围是__________。
练习3:Rt △ABC 中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D 为△ABC 内一动点,满足CD=2,则AD+32BD 的最小值为_______.练习4:如图,菱形ABCD 的边长为2,锐角大小为60°,⊙A 与BC 相切于点E ,在⊙A 上任取一点P ,则PB+23PD 的最小值为________.练习5:如图,已知菱形ABCD 的边长为4,∠B=60°,圆B 的半径为2,P 为圆B 上一动点,则PD+21PC 的最小值为_________.练习6:如图,等边△ABC 的边长为6,内切圆记为⊙O ,P 是圆上动点,求2PB+PC 的最小值.值。
阿氏圆解决正余弦定理最值问题Trigonometry is a branch of mathematics that studies the relationships between the sides and angles of triangles. One of the most famous theorems in trigonometry is the sine, cosine, and tangent theorems, which are often used to solve various problems related to triangles. Among them, the cosine theorem is particularly useful for finding the maximum and minimum values of functions in the form of cosine.三角学是研究三角形的边和角之间关系的数学分支。
在三角学中最著名的定理之一就是正弦、余弦和正切定理,它们经常被用来解决与三角形相关的各种问题。
其中,余弦定理特别适用于解决余弦形式函数的最大值和最小值问题。
When dealing with optimization problems involving cosine functions, the first step is to set up the problem by defining the function to be optimized and the constraints that need to be satisfied. The next step is to find the critical points of the function by taking the derivative and setting it equal to zero. These critical points will giveus information about where the function reaches its maximum or minimum values.当处理涉及余弦函数的最优化问题时,第一步是通过定义要优化的函数和需要满足的约束条件来设置问题。
例谈阿波罗尼斯圆的应用吉㊀磊(兰州天庆实验中学ꎬ甘肃兰州730030)摘㊀要:文章从阿波罗尼斯圆的定义入手ꎬ给出近年来中考相关试题的解法ꎬ为学生学习高中解析几何打下良好的基础.关键词:阿波罗尼斯圆ꎻ中考数学ꎻ数形结合中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)23-0020-04收稿日期:2023-05-15作者简介:吉磊(1981.1-)ꎬ男ꎬ陕西省西安人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事中学数学教学研究.㊀㊀近年来ꎬ在各地中考中ꎬ对于重难点题型的考查多少都涉及到数形结合解决 极限值 的待定系数问题ꎬ在这里就不得不提到非常著名的 阿波罗尼斯圆 (简称 阿氏圆 )理论ꎬ这种方法可以帮助学生理解考查题型的设计初衷ꎬ从而整合所学相关知识的应用与拓展.1阿波罗尼斯圆的定义及定理定义㊀已知平面上两个定点A㊁Bꎬ若一个动点P满足PAPB=k(k>0且kʂ1)ꎬ其中k为定值ꎬ则这个动点P的运动轨迹是一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现ꎬ这个点P所形成的圆就称为阿氏圆.也称之为圆的第二定义.当且仅当k=1时ꎬ点P的运动轨迹是线段AB的中垂线[1].定理㊀如图1ꎬP是平面上一动点ꎬA㊁B是两定点ꎬPAʒPB=kꎬM是AB的内分点ꎬN是AB的外分点且AMʒMB=ANʒNB=kꎬ则P点的轨迹是以MN为直径的圆.图1㊀点P轨迹图2 阿氏圆 在初中阶段的应用2.1阅读材料型(显露阿氏圆)例1㊀(2019秋 山西期末)如图2ꎬ在平面直角坐标系中ꎬ在x轴ꎬy轴上分别有点C(mꎬ0)ꎬD(0ꎬn)ꎬ点P是平面内一动点ꎬ且OP=rꎬ设OPOD=kꎬ求PC+kPD的最小值.图2㊀例1题图阿氏圆的关键解题步骤:第一步:如图2ꎬ在OD上取点Mꎬ使得OM:OP=OP:OD=kꎻ第二步:证明kPD=PMꎻ第三步:连接CMꎬ此时CM即为所求的最小值.下面是该题的解答过程(部分):解㊀在OD上取点Mꎬ使得OM:OP=OP:OD=kꎬ又ȵøPOD=øMOPꎬʑәPOMʐәDOP.任务:(1)将以上解答过程补充完整.(2)如图2ꎬ在RtәABC中ꎬøACB=90ʎꎬAC=4ꎬBC=3ꎬD为әABC内一动点ꎬ满足CD=2ꎬ利用(1)中的结论ꎬ请直接写出AD+23BD的最小值.考点:相似形综合题.专题:几何综合题ꎻ应用意识.分析㊀(1)在OD上取点Mꎬ使得OM:OP=OP:OD=kꎬ利用相似三角形的性质以及两点之间线段最短解决问题即可.(2)利用(1)中结论计算即可.解㊀(1)在OD上取点Mꎬ使得OMʒOP=OPʒOD=kꎬ又ȵøPOD=øMOPꎬʑәPOMʐәDOP.ʑMPʒPD=kꎬʑMP=kPDꎬʑPC+kPD=PC+MPꎬ当PC+kPD取最小值时ꎬPC+MP有最小值ꎬ即CꎬPꎬM三点共线时有最小值ꎬ利用勾股定理得CM=OC2+OM2=m2+(kr)2=m2+k2r2.(2)ȵAC=m=4ꎬCDBC=23ꎬ在CB上取一点Mꎬ使得CM=23CD=43ꎬʑAD+23BD的最小值为42+(43)2=4103.点评㊀本题属于相似形综合题ꎬ考查了相似三角形的判定和性质ꎬ勾股定理ꎬ两点之间线段最短等知识ꎬ解题的关键是理解题意ꎬ学会用数形结合转化的思想考虑问题ꎬ属于中考常考题型.2.2非材料阅读型(隐藏阿氏圆)例2㊀(2017 兰州)如图3ꎬ抛物线y=-x2+bx+c与直线AB交于A(-4ꎬ-4)ꎬB(0ꎬ4)两点ꎬ直线AC:y=-12x-6交y轴于点C.点E是直线AB上的动点ꎬ过点E作EFʅx轴交AC于点Fꎬ交抛物线于点G.图3㊀例2题图(a)(1)求抛物线y=-x2+bx+c的表达式ꎻ(2)连接GBꎬEOꎬ当四边形GEOB是平行四边形时ꎬ求点G的坐标ꎻ(3)①在y轴上存在一点Hꎬ连接EHꎬHFꎬ当点E运动到什么位置时ꎬ以A㊁E㊁H㊁F为顶点的四边形是矩形?求出此时点EꎬH的坐标ꎻ②在①的前提下ꎬ以点E为圆心ꎬEH长为半径作圆ꎬ点M为☉E上一动点ꎬ求12AM+CM的最小值.考点:二次函数综合题.专题:综合题.分析㊀(1)利用待定系数法求出抛物线方程ꎻ(2)先利用待定系数法求出直线AB的方程ꎬ进而利用平行四边形的对边相等建立方程求解即可ꎻ(3)①先判断出要以点AꎬEꎬHꎬF为顶点的四边形是矩形ꎬ只有EF为对角线ꎬ利用中点坐标公式建立方程即可ꎻ②先取EG的中点P进而判断出әPEMʐәMEA即可得出PM=12AMꎬ连接CP交圆E于Mꎬ再求出点P的坐标即可得出结论.解㊀(1)ȵ点A(-4ꎬ-4)ꎬB(0ꎬ4)在抛物线y=-x2+bx+c上ꎬʑ-16-4b+c=-4ꎬc=4{ꎬʑb=-2ꎬc=4{ꎬʑ抛物线的方程为y=-x2-2x+4ꎻ(2)设直线AB的方程为y=kx+n过点AꎬBꎬʑn=4ꎬ-4k+n=-4{ꎬʑk=2n=4{ꎬʑ直线AB的方程为y=2x+4ꎬ设E(mꎬ2m+4)ꎬʑG(mꎬ-m2-2m+4)ꎬȵ四边形GEOB是平行四边形ꎬʑEG=OB=4ꎬʑ-m2-2m+4-2m-4=4ꎬʑm=-2ꎬʑG(-2ꎬ4).(3)①如图4ꎬ由(2)知ꎬ直线AB的方程为y=2x+4ꎬ设E(aꎬ2a+4)ꎬȵ直线AC:y=-12x-6ꎬʑF(aꎬ-12a-6)ꎬ设H(0ꎬp)ꎬȵ以点AꎬEꎬHꎬF为顶点的四边形是矩形ꎬȵ直线AB:y=2x+4ꎬ直线AC:y=-12x-6ꎬʑABʅACꎬʑEF为对角线ꎬʑEF与AH互相平分ꎬʑ12(-4+0)=12(a+a)ꎬ12(-4+p)=12(2a+4-12a-6)ꎬʑa=-2ꎬp=-1ꎬʑE(-2ꎬ0).H(0ꎬ-1)ꎻ㊀图4㊀例2题图(b)㊀㊀㊀㊀㊀㊀图5㊀例2题图(c)②如图5ꎬ由①知ꎬE(-2ꎬ0)ꎬH(0ꎬ-1)ꎬA(-4ꎬ-4)ꎬʑEH=5ꎬAE=25ꎬ设AE交☉E于Gꎬ取EG的中点PꎬʑPE=52ꎬ连接PC交☉E于Mꎬ连接EMꎬʑEM=EH=5ꎬʑPEME=525=12ꎬȵMEAE=525=12ꎬʑPEME=MEAE=12ꎬȵøPEM=øMEAꎬʑәPEMʐәMEAꎬʑPMAM=MEAE=12ꎬʑPM=12AMꎬʑ12AM+CM最小值为PCꎬ设点P(pꎬ2p+4)ꎬȵE(-2ꎬ0)ꎬʑPE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2ꎬȵPE=52ꎬʑ5(p+2)2=54ꎬʑp=-52或p=-32(由于E(-2ꎬ0)ꎬ所以舍去)ꎬʑP(-52ꎬ-1)ꎬȵC(0ꎬ-6)ꎬʑPC=(-52)2+(-1+6)2=552ꎬ即:12AM+CM的最小值为552.例3㊀(2021 沙坪坝区校级模拟)在四边形ABCD中ꎬAC交BD于点EꎬәADE为等边三角形.(1)若点E为BD的中点ꎬAD=4ꎬCD=5ꎬ求әBCE的面积ꎻ(2)若BC=CDꎬ点F为CD的中点ꎬ求证:AB=2AFꎻ(3)如图6ꎬ若ABʊCDꎬøBAD=90ʎꎬ点P为四边形ABCD内一点ꎬ且øAPD=90ʎꎬ连接BPꎬ取BP的中点Qꎬ连接CQ.当AB=62ꎬAD=42ꎬtanøABC=2时ꎬ求CQ+1010BQ的最小值.㊀图6㊀例3题图(a)㊀㊀㊀㊀㊀㊀图7㊀例3题图(b)考点㊀相似形综合题.专题:图形的相似ꎻ推理能力.分析㊀(1)如图7中ꎬ过点C作CHʅBD于Hꎬ设EH=x.利用勾股定理构建方程求出xꎬ即可解决问题.(2)如图8中ꎬ延长AF到Gꎬ使得AF=FGꎬ连接DGꎬCGꎬ延长GC交BD于Tꎬ过点C作CHʅBD于H.想办法证明әAEBɸәADG(SAS)ꎬ可得结论.(3)如图9中ꎬ取AD的中点Oꎬ连接OPꎬOBꎬOCꎬ取OB的中点Jꎬ连接QJꎬCJꎬ过点C作CFʅAB于Fꎬ在JB上取一点Tꎬ使得JT=55ꎬ连接QTꎬTC.想办法证明әQJTʐәBJQꎬ推出QTBQ=JTJQ=5/52=1010ꎬ推出QT=1010BQꎬ推出CQ+1010BQ=CQ+QTȡCTꎬ求出CTꎬ可得结论.(1)解㊀如图7中ꎬ过点C作CHʅBD于Hꎬ设EH=x.ȵәADE是等边三角形ꎬʑAD=DE=4ꎬøAED=øCEH=60ʎꎬȵøCHE=90ʎꎬʑCH=EH tan60ʎ=3xꎬȵCD2=CH2+DH2ꎬʑ25=3x2+(x+4)2ꎬʑ4x2+8x-9=0ꎬʑx=-2+132或-2-132(舍弃)ꎬʑCH=39-232ꎬʑSәBEC=12ˑ4ˑ39-232=39-23.图8㊀例3题图(c)㊀㊀㊀㊀㊀㊀图9㊀例3题图(d)(2)证明:如图8中ꎬ延长AF到Gꎬ使得FG=AFꎬ连接DGꎬCGꎬ延长GC交BD于Tꎬ过点C作CHʅBD于H.ȵAF=FGꎬCF=FDꎬʑ四边形ACGD是平行四边形ꎬʑACʊDGꎬGCʊADꎬʑøCAD+øADG=180ʎꎬȵәADE是等边三角形ꎬʑAE=ADꎬøAED=øADE=øEAD=60ʎꎬʑøAEB=øADG=120ʎꎬʑøCGD=øEAD=60ʎ=øGDTꎬʑәDGT是等边三角形ꎬʑDG=DTꎬøCTE=øCET=60ʎꎬʑәCET是等边三角形ꎬʑCT=CEꎬøCTE=øCET=60ʎꎬȵCB=CDꎬCHʅBDꎬʑBH=DHꎬTH=EHꎬʑBT=DEꎬʑBE=DT=DGꎬʑәAEBɸәADG(SAS)ꎬʑAB=AG=2AF.(3)解:如图9中ꎬ取AD的中点Oꎬ连接OPꎬOBꎬOCꎬ取OB的中点Jꎬ连接QJꎬCJꎬ过点C作CFʅAB于Fꎬ在JB上取一点Tꎬ使得JT=55.连接QTꎬTC.ȵABʊCDꎬøBAD=90ʎꎬʑøADC=90ʎꎬȵCFʅABꎬʑøCFA=90ʎꎬʑ四边形AFCD是矩形ꎬʑAD=CF=42ꎬȵtanøCBA=CFBF=2ꎬʑBF=22ꎬȵAB=62ꎬʑAF=42ꎬʑAD=AFꎬʑ四边形AFCD是正方形ꎬȵBC=BF2+CF2=(22)2+(42)2=210ꎬCO=OD2+CD2=(22)2+(42)2=210ꎬOB=OA2+AB2=45ꎬʑCB=COꎬȵCF=CDꎬøCFB=øCDO=90ʎꎬʑRtәCFBɸRtәCDO(HL)ꎬʑøBCF=øDCOꎬʑøBCO=øDCF=90ʎꎬȵBJ=JOꎬʑCJ=12OB=25ꎬʑCT=TJ2+CJ2=(55)2+(25)2=5055ꎬȵBQ=QPꎬBJ=JOꎬʑQJ=12OP=2ꎬȵQJ2=2ꎬTJ JB=55ˑ25=2.ʑQJ2=JT JBꎬʑQJJT=JBQJꎬȵøQJT=øQJBꎬʑәQJTʐәBJQꎬʑQTBQ=JTJQ=552=1010ꎬʑQT=1010BQ.ʑCQ+1010BQ=CQ+QTȡCT=5055ꎬʑCQ+1010BQ的最小值为5055.参考文献:[1]方立洋ꎬ经凯强.阿波罗尼斯圆的性质及应用[J].高中数学教与学ꎬ2023(01):15-18.[责任编辑:李㊀璟]。
初中数学最值一阿氏圆模型初中数学中的最值问题是数学中的重要问题之一。
数学教学中经常涉及到最大值和最小值的求解,而阿氏圆模型是解决这类问题的一种方法。
阿氏圆模型是一种简便的方法,可以用来解决初中数学中的最值问题。
它可以帮助我们更好地理解和解决这类问题。
下面我将通过详细的论述来介绍阿氏圆模型的原理和应用。
首先,我们来看最大值问题。
最大值是一组数中的最大数,我们要找出这个最大值。
在阿氏圆模型中,我们可以通过绘制一个圆形来表示一组数。
圆的半径表示这组数中的最大值。
圆心表示这组数的平均值。
通过观察圆的大小和位置,我们可以快速确定最大值。
例如,给定一组数{3,5,7,9},我们可以计算它们的平均值为6。
然后,我们绘制一个以6为圆心的圆,然后找到圆上的最大值。
在这种情况下,最大值为9。
我们可以通过阿氏圆模型很容易地找到最大值。
接下来我们来看最小值问题。
最小值是一组数中的最小数,我们要找出这个最小值。
阿氏圆模型同样可以用来解决这类问题。
与最大值问题类似,我们也是通过绘制一个圆形来表示一组数。
圆的半径表示这组数中的最小值。
圆心代表平均值。
通过观察圆的大小和位置,我们可以迅速确定最小值。
例如,给定一组数{2,4,6,8},我们计算它们的平均值为5。
然后,我们可以绘制以5为圆心的圆,并找到圆上的最小值。
在这种情况下,最小值为2。
阿氏圆模型同样帮助我们很容易地找到最小值。
阿氏圆模型不仅可以用来解决最大值和最小值问题,还可以扩展到其他数学问题中。
例如,我们可以用阿氏圆模型来求一组数的平均值。
通过将这组数放在一个圆的周围,我们可以找到圆心的位置,这个位置就是这组数的平均值。
这使得求平均值变得非常简单。
此外,阿氏圆模型还可以用来解决其他问题,如中位数、众数等统计问题。
阿氏圆模型在初中数学中的应用非常广泛,通过它我们可以更好地理解和解决各种数学问题。
总结起来,阿氏圆模型是一种在初中数学中解决最值问题的简便方法。
它通过绘制一个圆形来表示一组数,圆心代表平均值,圆的半径代表最大值或最小值。
阿氏圆经典例题阿氏圆是数学中一个经典的几何图形,也是圆锥曲线的一种形式。
它的定义是一个平面上到两个给定点P和Q的距离之比为常数的点的集合。
其中,给定点P称为焦点,给定点Q称为直线的定点。
对于阿氏圆,有一些经典的例题可以帮助我们更好地理解它的性质和特点。
例题1:已知阿氏圆的焦点为点P(-1,0),定点为直线y=2的交点Q,求该阿氏圆的方程。
解:由题意可知,阿氏圆的焦点为点P(-1,0),定点为直线y=2的交点Q。
首先,我们可以确定阿氏圆的离心率为2,因为焦点到定点的距离为2。
由于焦点在x轴上,所以阿氏圆的方程为:(x + 1)^2 + y^2 = 4x(x - 2)化简得到:x^2 + y^2 + 2x + 1 = 4x^2 - 8x化简后再整理得到:3x^2 - 10x + y^2 + 2x + 1 = 0所以,阿氏圆的方程为3x^2 - 8x + y^2 + 1 = 0。
例题2:已知直线y = 2x + 1与阿氏圆x^2 + y^2 - 4x - 4 = 0相交于两个点A和B,求点A和点B的坐标。
解:首先,将直线的方程代入阿氏圆的方程中,得到:x^2 + (2x + 1)^2 - 4x - 4 = 0化简后整理得到:5x^2 - 12x - 4 = 0通过求解这个二次方程,可以得到两个解x = 2和x = -0.4。
将这两个x的值分别代入直线的方程中,即可得到点A和点B的坐标。
当x = 2时,代入直线的方程得到y = 2(2) + 1 = 5,所以点A的坐标为(2, 5)。
当x = -0.4时,代入直线的方程得到y = 2(-0.4) + 1 = 0.2,所以点B的坐标为(-0.4, 0.2)。
通过这个例题,我们可以看到阿氏圆与直线的两个交点的坐标是如何求解的。
阿氏圆是数学中一个重要的几何图形,它具有许多有趣的性质和应用。
通过解决阿氏圆的经典例题,我们可以更深入地理解其特点和性质,并且能够应用这些知识解决更复杂的问题。
中考必考的阿氏圆原理应用什么是阿氏圆原理阿氏圆原理是由法国数学家阿氏发现的一种几何学原理。
根据阿氏圆原理,对于平面上一个确定的圆,通过圆上任意三个非共线点,都可以确定这个圆。
这个原理在实际生活中有着广泛的应用,特别是在中学数学中的几何部分经常被考察。
阿氏圆原理的重要性阿氏圆原理在中学数学中被广泛应用,不仅在解题中起到了重要的作用,而且在培养学生的几何思维和逻辑推理能力方面也是非常重要的。
因此,掌握阿氏圆原理的应用是中学数学学习中必不可少的一部分。
阿氏圆原理的应用范围阿氏圆原理的应用范围广泛,下面列举几个常见的应用:1.圆心和半径已知,求圆上任意一点的坐标2.通过圆上三点的坐标求圆心坐标和半径3.平面上两条切线交点的连线与圆心连线垂直4.求过已知点的切线方程5.求两条切线的交点坐标案例分析:通过圆上三点的坐标求圆心坐标和半径假设有一个平面上的圆O,已知圆上的三个点A(x1, y1)、B(x2, y2)、C(x3, y3),现在要求解这个圆的圆心坐标和半径。
根据阿氏圆原理,我们可以采用以下步骤来求解:1.求取点A和B之间的中垂线的方程,设中垂线的方程为L1。
2.求取点B和C之间的中垂线的方程,设中垂线的方程为L2。
3.求解L1和L2的交点坐标,即为圆心坐标。
4.计算圆心坐标和点A、B、C之间的距离,即为圆的半径。
通过以上步骤,我们可以利用阿氏圆原理求解出圆的圆心坐标和半径。
小结阿氏圆原理作为中学数学中的重要部分,在中考中经常被考察。
掌握了阿氏圆原理的应用,可以帮助我们解决一些与圆相关的几何题目。
在学习过程中,我们不仅要理解阿氏圆原理的概念,还要掌握它的具体应用方法,并运用到实际的解题中去。
通过不断的练习和实践,我们能够提高我们的几何思维和解题能力。
以上就是中考必考的阿氏圆原理应用的文档内容,简单介绍了阿氏圆原理的定义和重要性,列举了其常见的应用范围,并以通过圆上三点的坐标求圆心坐标和半径为例进行了分析。
专题:阿氏圆与线段和最值问题以阿氏圆(阿波罗尼斯圆)为背景的几何问题近年来在中考数学中经常出现,对于此类问题的归纳和剖析显得非常重要.具体内容如下:阿氏圆定理(全称:阿波罗尼斯圆定理),具体的描述:一动点P 到两定点A 、B 的距离之比等于定比n m(≠1),则P 点的轨迹,是以定比n m内分和外分定线段AB 的两个分点的连线为直径的圆.这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,该圆称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.定理读起来和理解起来比较枯燥,阿氏圆题型也就是大家经常见到的PA+kPB ,(k ≠1)P 点的运动轨迹是圆或者圆弧的题型.PA+kPB,(k ≠1)P 点的运动轨迹是圆或圆弧的题型阿氏圆基本解法:构造母子三角形相似例题1、问题提出:如图1,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CB =4,CA =6,⊙C 半径为2,P 为圆上一动点,连结AP 、BP ,求AP+BP 的最小值.(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图2,连接CP ,在CB上取点D ,使CD =1,则有==,又∵∠PCD =∠BCP ,∴△PCD ∽△BCP .∴=,∴PD =BP ,∴AP+BP =AP+PD .请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+BP 的最小值为.(2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的情况下,AP+BP 的最小值为.(3)拓展延伸:已知扇形COD 中,∠COD =90°,OC =6,OA =3,OB =5,点P 是上一点,求2P A+PB 的最小值.【分析】(1)利用勾股定理即可求出,最小值为AD =;(2)连接CP,在CA上取点D,使CD=,则有,可证△PCD∽△ACP,得到PD=AP,即:AP+BP=BP+PD,从而AP+BP的最小值为BD;(3)延长OA到点E,使CE=6,连接PE、OP,可证△OAP∽△OPE,得到EP=2P A,得到2P A+PB=EP+PB,当E、P、B三点共线时,得到最小值.【解答】解:(1)如图1,连结AD,∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,∴AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,即:AP+BP最小值为AD,在Rt△ACD中,CD=1,AC=6,∴AD==,AP+BP的最小值为,故答案为:;(2)如图2,连接CP,在CA上取点D,使CD=,∴,∵∠PCD=∠ACP,∴△PCD∽△ACP,∴,∴PD=AP,∴AP+BP=BP+PD,∴同(1)的方法得出AP+BP的最小值为BD==.故答案为:;(3)如图3,延长OA到点E,使CE=6,∴OE=OC+CE=12,连接PE、OP,∵OA=3,∴,∵∠AOP=∠AOP,∴△OAP∽△OPE,∴,∴EP=2P A,∴2P A+PB=EP+PB,∴当E、P、B三点共线时,取得最小值为:BE==13.【点评】此题是圆的综合题,主要考查了勾股定理,相似三角形的判定和性质,极值的确定,还考查了学生的阅读理解能力,解本题的关键是根据材料中的思路构造出△PCD ∽△ACP和△OAP∽△OPE,也是解本题的难点.例题2、问题背景如图1,在△ABC中,BC=4,AB=2AC.问题初探请写出任意一对满足条件的AB与AC的值:AB=,AC=.问题再探如图2,在AC右侧作∠CAD=∠B,交BC的延长线于点D,求CD的长.问题解决求△ABC的面积的最大值.【分析】问题初探:设AC=x,则AB=2x,根据三角形三边间的关系知2x﹣x<4且2x+x >4,解之得出x的范围,在此范围内确定AC的值即可得出答案;问题再探:设CD=a、AD=b,证△DAC∽△DBA得==,据此知,解之可得;问题解决:设AC=m、则AB=2m,根据面积公式可得S△ABC=2m,由余弦定理可得cosC,代入化简S△ABC=,结合m的取值范围,利用二次函数的性质求解可得.【解答】解:问题初探,设AC=x,则AB=2x,∵BC=4,∴2x﹣x<4且2x+x>4,解得:<x<4,取x=3,则AC=3、AB=6,故答案为:6、3;问题再探,∵∠CAD=∠B,∠D=∠D,∴△DAC∽△DBA,则==,设CD=a、AD=b,∴,解得:,即CD=;问题解决,设AC=m、则AB=2m,根据面积公式可得S△ABC=AC?BCsinC=2msinC=2m,由余弦定理可得cosC=,∴S△ABC=2m=2m===由三角形三边关系知<m<4,所以当m=时,S△ABC取得最大值.【点评】本题主要考查三角形三边关系、相似三角形的判定与性质及二次函数的应用,解题的关键是熟练掌握相似三角形的判定与性质、三角形的面积公式、余弦定理及二次函数的性质.例题3、如图,已知AC=6,BC=8,AB=10,⊙C的半径为 4,点 D 是⊙C上的动点,连接AD,BD,则12AD BD的最小值为_________【解答】210例题4、在△ABC中,AB=9,BC=8,∠ABC=60°,⊙A 的半径为6,P是⊙A上的动点,连接PB,PC,则3PC+2PB的最小值为___________【解答】21练习1.如图,在平面直角坐标系中,点A(4,0),B(4,4),点P在半径为2的圆O上运动,则AP+BP的最小值是.【分析】如图,取点K(1,0),连接OP、PK、BK.由△POK∽△AOP,可得==,推出PK=PA,在△PBK中,PB+PK≥BK,推出PB+P A=PB+PK的最小值为BK的长.【解答】解:如图,取点K(1,0),连接OP、PK、BK.∵OP=2,OA=4,OK=1,∴==,∵∠POK=∠AOP,∴△POK∽△AOP,∴==,∴PK=P A,∴PB+P A=PB+PK,在△PBK中,PB+PK≥BK,∴PB+P A=PB+PK的最小值为BK的长,∵B(4,4),K(1,0),∴BK==5.故答案为5.【点评】本题考查坐标与图形的性质、相似三角形的判定和性质、三角形的三边关系、两点之间的距离公式等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考填空题中的压轴题.2.如图,正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,P为⊙B上的动点,则PD+PC的最小值等于.【分析】在BC上截取BE=1,连接BP,PE,由正方形的性质可得BC=4=CD,BP=2,EC=3,可证△PBE∽△CBP,可得PE=PC,即当点D,点P,点E三点共线时,PD+PE 有最小值,即PD+PC有最小值,【解答】解:如图,在BC上截取BE=1,连接BP,PE,∵正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,∴BC=4=CD,BP=2,EC=3∵,且∠PBE=∠PBE∴△PBE∽△CBP∴∴PE=PC∴PD+PC=PD+PE∴当点D,点P,点E三点共线时,PD+PE有最小值,即PD+PC有最小值,∴PD+PC最小值为DE==5故答案为:5【点评】本题考查了正方形的性质,圆的有关知识,相似三角形的判定和性质,添加恰当的辅助线构造相似三角形是本题的关键.3.如图,四边形ABCD为边长为4的正方形,⊙B的半径为2,P是⊙B上一动点,则PD+ PC的最小值为;PD+4PC的最小值为.【分析】①如图,连接PB、在BC上取一点E,使得BE=1.只要证明△PBE∽△CBP,可得==,推出PD+PC=PD+PE,再根据三角形的三边关系PE+PD≤DE即可解决问题;②连接DB,PB,在BD上取一点E,使得BE=,连接EC,作EF⊥BC于F.只要证明△PBE∽△DBP,可得==,推出PE=PD,推出PD+4PC=4(PD+PC)=4(PE+PC),根据三角形的三边关系PE+PC≤EC即可解决问题;【解答】解:①如图,连接PB、在BC上取一点E,使得BE=1.∵PB2=4,BE?BC=4,∴PB2=BE?BC,∴=,∵∠PBE=∠CBP,∴△PBE∽△CBP,∴==,∴PD+PC=PD+PE,∵PE+PD≤DE,在Rt△DCE中,DE==5,∴PD+PC的最小值为5.②连接DB,PB,在BD上取一点E,使得BE=,连接EC,作EF⊥BC于F.∵PB2=4,BE?BD=×4=4,∴BP2=BE?BD,∴=,∵∠PBE=∠PBD,∴△PBE∽△DBP,∴==,∴PE=PD,∴PD+4PC=4(PD+PC)=4(PE+PC),∵PE+PC≥EC,在Rt△EFC中,EF=,FC=,∴EC=,∴PD+4PC的最小值为10.故答案为5,10.【点评】本题考查轴对称最短问题、正方形的性质、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题,学会根据相似三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.4.如图,半圆的半径为1,AB为直径,AC、BD为切线,AC=1,BD=2,P为上一动点,求PC+PD的最小值.【分析】如图当A、P、D共线时,PC+PD最小,根据PC+PD=PM+PD=DM=AD﹣AM即可计算.【解答】解:如图当A、P、D共线时,PC+PD最小.理由:连接PB、CO,AD与CO交于点M,∵AB=BD=4,BD是切线,∴∠ABD=90°,∠BAD=∠D=45°,∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴∠P AB=∠PBA=45°,∴P A=PB,PO⊥AB,∵AC=PO=2,AC∥PO,∴四边形AOPC是平行四边形,∴OA=OP,∠AOP=90°,∴四边形AOPC是正方形,∴PM=PC,∴PC+PD=PM+PD=DM,∵DM⊥CO,∴此时PC+DP最小=AD﹣AM=2﹣=.【点评】本题考查切线的性质、轴对称﹣最短问题、正方形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是找到点P的位置,学会通过特殊点探究问题,找到解题的突破口,属于中考常考题型.5.如图,在Rt△ABC中,∠A=30°,AC=8,以C为圆心,4为半径作⊙C.(1)试判断⊙C与AB的位置关系,并说明理由;(2)点F是⊙C上一动点,点D在AC上且CD=2,试说明△FCD~△ACF;(3)点E是AB边上任意一点,在(2)的情况下,试求出EF+F A的最小值.【分析】(1)结论:相切.作CM⊥AB于M.,只要证明CM=4,即可解决问题;(2)由CF=4,CD=2,CA=8,推出CF2=CD?CA,推出=,由∠FCD=∠ACF,即可推出△FCD∽△ACF;(3)作DE′⊥AB于E′,交⊙C于F′.由△FCD∽△ACF,可得==,推出DF=AC,推出EF+AF=EF+DF,所以欲求EF+AF的最小值,就是要求EF+DF 的最小值;【解答】(1)解:结论:相切.理由:作CM⊥AB于M.在Rt△ACM中,∵∠AMC=90°,∠CAM=30°,AC=8,∴CM=AC=4,∵⊙O的半径为4,∴CM=r,∴AB是⊙C的切线.(2)证明:∵CF=4,CD=2,CA=8,∴CF2=CD?CA,∴=,∵∠FCD=∠ACF,∴△FCD∽△ACF.(3)解:作DE′⊥AB于E′,交⊙C于F′.∵△FCD∽△ACF,∴==,∴DF=AC,∴EF+AF=EF+DF,∴欲求EF+AF的最小值,就是要求EF+DF的最小值,当E与E′,F与F′重合时,EF+DF的值最小,最小值=DE′=AD=3.【点评】本题考查圆综合题、切线的判定和性质、相似三角形的判定和性质,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,正确切线的证明方法,学会正确寻找相似三角形解决问题,学会利用垂线段最短解决问题,属于中考压轴题.6.问题提出:如图1,在等边△ABC中,AB=12,⊙C半径为6,P为圆上一动点,连结AP,BP,求AP+BP的最小值.(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图2,连接CP,在CB 上取点D,使CD=3,则有==,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴=,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+BP的最小值为.(2)自主探索:如图3,矩形ABCD中,BC=7,AB=9,P为矩形内部一点,且PB=3,AP+PC的最小值为.(3)拓展延伸:如图4,扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,点P是上一点,求2P A+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.【分析】(1)由等边三角形的性质可得CF=6,AF=6,由勾股定理可求AD的长;(2)在AB上截取BF=1,连接PF,PC,由,可证△ABP∽△PBF,可得PF=AP,即AP+PC=PF+PC,则当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC的值最小,由勾股定理可求AP+PC的值最小值;(3)延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,由,可得△AOP∽△POF,可得PF=2AP,即2PA+PB=PF+PB,则当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,由勾股定理可求2PA+PB的最小值.【解答】解:(1)解:(1)如图1,连结AD,过点A作AF⊥CB于点F,∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,∴AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,即:AP+BP最小值为AD,∵AC=12,AF⊥BC,∠ACB=60°∴CF=6,AF=6∴DF=CF﹣CD=6﹣3=3∴AD==3∴AP+BP的最小值为3(2)如图,在AB上截取BF=1,连接PF,PC,∵AB=9,PB=3,BF=1∴,且∠ABP=∠ABP,∴△ABP∽△PBF,∴∴PF=AP∴AP+PC=PF+PC,∴当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC的值最小,∴CF===5∴AP+PC的值最小值为5,(3)如图,延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,∵OC=4,FC=4,∴FO=8,且OP=4,OA=2,∴,且∠AOP=∠AOP∴△AOP∽△POF∴∴PF=2AP∴2P A+PB=PF+PB,∴当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,∵∠COD=120°,∴∠FOM=60°,且FO=8,FM⊥OM∴OM=4,FM=4∴MB=OM+OB=4+3=7∴FB==∴2P A+PB的最小值为.【点评】此题是圆的综合题,主要考查了圆的有关知识,勾股定理,相似三角形的判定和性质,极值的确定,还考查了学生的阅读理解能力,解本题的关键是根据材料中的思路构造出相似三角形,也是解本题的难点.7.(1)如图1,已知正方形ABCD的边长为4,圆B的半径为2,点P是圆B上的一个动点,求PD+的最小值和PD﹣的最大值;(2)如图2,已知正方形ABCD的边长为9,圆B的半径为6,点P是圆B上的一个动点,那么PD+的最小值为,PD﹣的最大值为.(3)如图3,已知菱形ABCD的边长为4,∠B=60°,圆B的半径为2,点P是圆B 上的一个动点,那么PD+的最小值为,PD﹣的最大值为.【分析】(1)如图1中,在BC上取一点G,使得BG=1.由△PBG∽△CBP,推出==,推出PG=PC,推出PD+PC=DP+PG,由DP+PG≥DG,当D、G、P 共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==5.由PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=5;(2)如图3中,在BC上取一点G,使得BG=4.解法类似(1);(3)如图4中,在BC上取一点G,使得BG=4,作DF⊥BC于F.解法类似(1);【解答】解:(1)如图1中,在BC上取一点G,使得BG=1.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==5.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=5.(2)如图3中,在BC上取一点G,使得BG=4.∵==,==,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG=.故答案为,(3)如图4中,在BC上取一点G,使得BG=1,作DF⊥BC于F.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG,在Rt△CDF中,∠DCF=60°,CD=4,∴DF=CD?sin60°=2,CF=2,在Rt△GDF中,DG==∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=.故答案为,.【点评】本题考查圆综合题、正方形的性质、菱形的性质、相似三角形的判定和性质、两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会构建相似三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,把问题转化为两点之间线段最短解决,题目比较难,属于中考压轴题.8.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线AB交于A(﹣4,﹣4),B(0,4)两点,直线AC:y=﹣x﹣6交y轴于点C.点E是直线AB上的动点,过点E作EF⊥x轴交AC于点F,交抛物线于点G.(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)连接GB,EO,当四边形GEOB是平行四边形时,求点G的坐标;(3)在(2)的前提下,y轴上是否存在一点H,使∠AHF=∠AEF?如果存在,求出此时点H的坐标,如果不存在,请说明理由.【分析】(1)把A、B点的坐标分别代入代入y=﹣x2+bx+c得关于b、c的方程组,然后解方程组求出b、c,从而得到抛物线的解析式;(2)先利用待定系数法求出直线AB的解析式为y=2x+4,设G(x,﹣x2﹣2x+4),则E(x,2x+4),根据平行四边形的判定,当GE=OB时,且点G在点E的上方,四边形GEOB为平行四边形,从而得到﹣x2﹣2x+4﹣(2x+4)=4,然后解方程即可得到此时G 点坐标;(3)先确定C(0,﹣6),再利用勾股定理的逆定理证明△BAC为直角三角形,∠BAC =90°,接着根据圆周角定理,由∠AHF=∠AEF可判断点H在以EF为直径的圆上,EF的中点为M,如图,设H(0,t),由于E(﹣2,0),F(﹣2,﹣5),则M(﹣2,﹣),然后根据HM=EF得到22+(t+)2=×52,最后解方程即可得到H点的坐标.【解答】解:(1)把A(﹣4,﹣4),B(0,4)代入y=﹣x2+bx+c得,解得,∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+4;(2)设直线AB的解析式为y=kx+m,把A(﹣4,﹣4),B(0,4)代入得,解得,∴直线AB的解析式为y=2x+4,设G(x,﹣x2﹣2x+4),则E(x,2x+4),∵OB∥GE,∴当GE=OB时,且点G在点E的上方,四边形GEOB为平行四边形,∴﹣x2﹣2x+4﹣(2x+4)=4,解得x1=x2=﹣2,此时G点坐标为(﹣2,4);(3)存在.当x=0时,y=﹣x﹣6=﹣6,则C(0,﹣6),∵AB2=42+82=80,AC2=42+22=20,BC2=102=100,∴AB2+AC2=BC2,∴△BAC为直角三角形,∠BAC=90°,∵∠AHF=∠AEF,∴点H在以EF为直径的圆上,EF的中点为M,如图,设H(0,t),∵G(﹣2,4),∴E(﹣2,0),F(﹣2,﹣5),∴M(﹣2,﹣),∵HM=EF,∴22+(t+)2=×52,解得t1=﹣1,t2=﹣4,∴H点的坐标为(0,﹣1)或(0,﹣4).【点评】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征和平行四边形的判定;会利用待定系数法求函数解析式;会利用勾股定理的逆定理证明直角三角形,能运用圆周角定理判断点在圆上;理解坐标与图形的性质,记住两点间的距离公式.9.如图1,抛物线y=ax2+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,在x轴上有一动点E(m,0)(0<m<4),过点E作x轴的垂线交直线AB于点N,交抛物线于点P,过点P作PM⊥AB于点M.(1)求a的值和直线AB的函数表达式;(2)设△PMN的周长为C1,△AEN的周长为C2,若=,求m的值;(3)如图2,在(2)条件下,将线段OE绕点O逆时针旋转得到OE′,旋转角为α(0°<α<90°),连接E′A、E′B,求E′A+E′B的最小值.【分析】(1)令y=0,求出抛物线与x轴交点,列出方程即可求出a,根据待定系数法可以确定直线AB解析式.(2)由△PNM∽△ANE,推出=,列出方程即可解决问题.(3)在y轴上取一点M使得OM′=,构造相似三角形,可以证明AM′就是E′A+E′B的最小值.【解答】解:(1)令y=0,则ax2+(a+3)x+3=0,∴(x+1)(ax+3)=0,∴x=﹣1或﹣,∵抛物线y=ax2+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),∴﹣=4,∴a=﹣.∵A(4,0),B(0,3),设直线AB解析式为y=kx+b,则,解得,∴直线AB解析式为y=﹣x+3.(2)如图1中,∵PM⊥AB,PE⊥OA,∴∠PMN=∠AEN,∵∠PNM=∠ANE,∴△PNM∽△ANE,∴=,∵NE∥OB,∴=,∴AN=(4﹣m),∵抛物线解析式为y=﹣x2+x+3,∴PN=﹣m2+m+3﹣(﹣m+3)=﹣m2+3m,∴=,解得m=2.(3)如图2中,在y轴上取一点M′使得OM′=,连接AM′,在AM′上取一点E′使得OE′=OE.∵OE′=2,OM′?OB=×3=4,∴OE′2=OM′?OB,∴=,∵∠BOE′=∠M′OE′,∴△M′OE′∽△E′OB,∴==,∴M′E′=BE′,∴AE′+BE′=AE′+E′M′=AM′,此时AE′+BE′最小(两点间线段最短,A、M′、E′共线时),最小值=AM′==.【点评】本题考查相似三角形的判定和性质、待定系数法、最小值问题等知识,解题的关键是构造相似三角形,找到线段AM′就是E′A+E′B的最小值,属于中考压轴题.。
阿氏圆及其应用举例一、什么是阿氏圆?阿氏圆是指由古希腊数学家阿波罗尼奥斯提出的圆的概念,在平面内,到两个定点距离之比等于定值(不为1)的点的集合叫做圆.如图,已知A 、B 两点,点P 满足PA :PB=k (k ≠1),则满足条件的所有的点P 构成的图形为圆.如图,在Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=4,BC=3,以点C 为圆心,2为半径作圆C ,分别交AC 、BC 于D 、E 两点,点P 是圆C 上一个动点,则12PA PB 的最小值为__________.EABC DPMPDCBA分析:注意到圆C 半径为2,CA=4,连接CP ,构造包含线段AP 的△CPA ,在CA 边上取点M 使得CM=2,连接PM ,可得△CPA ∽△CMP ,故PA :PM=2:1,即PM=12PA .问题转化为PM+PB 最小值,连BM 即可. 二、应用举例例1、如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CB =7,AC =9,以C 为圆心、3为半径作⊙C ,P 为⊙C 上一动点,连接AP 、BP ,则AP +BP 的最小值为( ) A .7B .5C .D .B PO解:如图,在CA上截取CM,使得CM=1,连接PM,PC,BM.∵PC=3,CM=1,CA=9,∴PC2=CM•CA,∴=,∵∠PCM=∠ACP,∴△PCM∽△ACP,∴==,∴PM=P A,∴AP+BP=PM+PB,∵PM+PB≥BM,在Rt△BCM中,∵∠BCM=90°,CM=1,BC=7,∴BM==5,∴AP+BP≥5,∴AP+BP的最小值为5.故选:B.例2、如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,⊙C半径为2,P为圆上一动点,连结AP,BP,则AP+BP的最小值为()A.B.6C.2 D.4解:如图1,连接CP,在CB上取点D,使CD=1,则有==,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴=,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.要使AP+BP最小,只要AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,即:AP+BP最小值为AD,在Rt△ACD中,CD=1,AC=6,∴AD==,AP+BP 的最小值为,故选:A.例3、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=12,AC=9,以点C为圆心,6为半径的圆上有一个动点D.连接AD、BD、CD,则2AD+3BD的最小值是.解:∵2AD+3BD=233AD BD ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,∵求23AD BD +最小值即可,在CA 上截取CM ,使得CM =4,连接DM ,BM . ∵CD =6,CM =4,CA =9,∴CD 2=CM •CA ,∴=,∵∠DCM =∠ACD ,∴△DCM ∽△ACD ,∴==,∴DM =AD ,∴AD +BD =DM +BD ,∵DM +BD ≥BM ,在Rt △CBM 中,∵∠CMB =90°,CM =4,BC =12,∴BM ==4,∴AD +BD ≥4,∴AD +BD 的最小值为4.例4、如图,矩形ABCD 中,BC =6,AB =8,P 为矩形内部一点,且PB =4,则AP +PC 的最小值为 .A BCDP解:如图2,在AB 上截取BF =2,连接PF ,PC , ∵AB =8,PB =4,BF =2,∴==,且∠ABP =∠ABP ,∴△ABP ∽△PBF ,∴==,∴PF =AP ,∴AP +PC =PF +PC ,∴当点F ,点P ,点C 三点共线时,AP +PC 的值最小,∴CF ===2,∴AP +PC 的值最小值为2,例5、(2019•路桥区一模)如图,在扇形OCD 中,∠COD =90°,OC =3,点A 在OD 上,AD =1,点B 为OC 的中点,点E 是弧CD 上的动点,则AE +2EB 的最小值是 .解:如图,延长OC至F,使得CF=OC=3.连结EF,OE,∵,∠EOB为公共角,∴△OBE∽△OEF,∴,∴2BE=EF∴AE+2BE=AE+EF,即A、E、F三点共线时取得最小值.即由勾股定理得:AF==. 例6、如图,已知正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,点P是⊙B上的一个动点,则PD﹣PC 的最大值为.解:在BC上取一点G,使得BG=1,如图,∵=2,=2,∴,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴,∴PG=PC,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG==5.三、练习巩固1、(2019•郫都区模拟)在△ABC中,∠ACB=90°,BC=8,AC=6,以点C为圆心,4为半径的圆上有一动点D,连接AD,BD,CD,则BD+AD的最小值是.解:如图,在CB 上取一点F ,使得CF =2,连接FD ,AF . ∴CD =4,CF =2,CB =8,∴CD 2=CF •CB ,∴=,∵∠FCD =∠DCB ,∴△FCD ∽△DCB ,∴==,∴DF =BD , ∴BD +AD =DF +AF ,∵DF +AD ≥AF ,AF ==2,∴BD +AD 的最小值是2,2、如图,在Rt △ABC 中,∠ABC=90°,BC=4,AB=6,在线段AB 上有一点M ,且BM=2.在线段AC 上有一动点N ,连接MN ,BN.将BMN ∆沿BN 翻折得到BM N '∆.连接AM '、.CM '则223CM AM ''+的最小值为 .解:在BM 上截取BQ=23, 2,3BQ BM QBM M BA BM BA '''==∠=∠'Q,.BQM BM A ''∴∆∆∠: 1,3QM BQ M A BM '∴==''1,3QM M A ''∴= 2122()2()33CM AM CM AM CM QM ''''''∴+=+=+当Q M C '、、三点共线时,=CM QM QC ''+有最小值为:22222237=()4.33QC BQ BC +=+=223CM AM ''∴+的最小值为4373.3、已知扇形COD 中,∠COD =90°,OC =6,OA =3,OB =5,点P 是上一点,则2P A +PB 的最小值为 .解:延长OA 到点E ,使CE =6,∴OE =OC +CE =12,连接PE 、OP , ∵OA =3,∴,∵∠AOP =∠AOP ,∴△OAP ∽△OPE ,∴,∴EP =2P A ,∴2P A+PB=EP+PB,∴当E、P、B三点共线时,取得最小值为:BE==13.4、如图,扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,点P是上一点,则2P A+PB 的最小值为.解:如图,延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,∵OC=4,FC=4,∴FO=8,且OP=4,OA=2,∴,且∠AOP=∠AOP,∴△AOP∽△POF,∴∴PF=2AP,∴2P A+PB=PF+PB,∴当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,∵∠COD=120°,∴∠FOM=60°,且FO=8,FM⊥OM∴OM=4,FM=4,∴MB=OM+OB=4+3=7,∴FB==∴2P A+PB的最小值为.5、如图,四边形ABCD为边长为4的正方形,⊙B的半径为2,P是⊙B上一动点,则PD+PC的最小值为;PD+4PC的最小值为.解:①如图,连接PB、在BC上取一点E,使得BE=1.∵PB2=4,BE•BC=4,∴PB2=BE•BC,∴=,∵∠PBE=∠CBP,∴△PBE∽△CBP,∴==,∴PD+PC=PD+PE,∵PE+PD≤DE,在Rt△DCE中,DE==5,∴PD+PC的最小值为5.②连接DB,PB,在BD上取一点E,使得BE=,连接EC,作EF⊥BC于F.∵PB2=4,BE•BD=×4=4,∴BP2=BE•BD,∴=,∵∠PBE=∠PBD,∴△PBE∽△DBP,∴==,∴PE=PD,∴PD+4PC=4(PD+PC)=4(PE+PC),∵PE+PC≥EC,在Rt△EFC中,EF=,FC=,∴EC=,∴PD+4PC的最小值为10.。
阿氏圆经典例题篇一:阿氏圆是指以点P为圆心,以距离点P为半径的圆的圆心角等于直角的圆。
下面是阿氏圆的经典例题:例题:一个直径为4的圆上,点P位于圆心,点Q在圆上某一点R处,已知点P、Q、R共线,求点R的坐标。
解:因为点P、Q、R共线,所以可以得出点P和点R、点Q和点R的共线。
假设点R的坐标为(x,y),则根据阿氏圆的定义,可以得出:圆心角POQ=直角因为点P、Q、R共线,所以点P和点Q的横坐标相等,纵坐标也相等,即P的横坐标为2,Q的纵坐标为2。
根据勾股定理,可以得出:x2+y2=42将x2+y2=42代入点R的坐标(x,y)中,可以得出:x2+2y2=42因为点R在直径4上,所以可以得出:x2+2y2=4因为点Q在圆上某一点R处,所以可以得出:x2+2y2=4-2y2将上述两个式子联立起来,可以得出:x2+y2=4x2+4y2+y2=4化简后可以得出:y2=0因此,点R的坐标为(0,0)。
拓展:阿氏圆的应用非常广泛,无论是在数学、物理、工程等领域,都需要应用到阿氏圆的知识。
下面列举一些阿氏圆的应用:1. 在物理学中,阿氏圆可以用来描述物体在运动过程中的位置和速度变化。
2. 在工程学中,阿氏圆可以用来描述机械零件的几何形状和尺寸,以及设计机械运动的平衡。
3. 在计算机科学中,阿氏圆可以用来描述图形的旋转和变换。
4. 在语言学中,阿氏圆可以用来描述语音的旋转和变化。
阿氏圆是一个非常重要的数学概念,不仅在数学领域有着广泛的应用,同时也有着广泛的应用前景。
篇二:阿氏圆是几何学中一个重要的概念,指的是以任意一点为圆心,任意一段圆弧为半径所构成的圆。
阿氏圆的经典例题包括以下两种:例题1:将一个半径为2的圆剪成两个相等的直角三角形和一个小圆弧,求小圆弧的长度。
解析:将圆剪成两个相等的直角三角形和一个小圆弧,可以看作是将圆沿着一条直角边切割成两个直角三角形,然后将小圆弧沿着另外一条直角边剪出来。
根据阿氏圆的定义,小圆弧的长度等于以圆心为起点,沿着直角三角形斜边的长度,即:L = r × s其中,L是小圆弧的长度,r是圆的半径,s是直角三角形的斜边长度。
阿氏圆及其应用举例(1)
一、什么是阿氏圆?
已知平面上两点A 、B ,则所有符合
=k (k >0且k ≠1)的点P 会组成一个圆.这个结论最先由
古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆.
二、阿氏圆基本解法:构造三角形相似.
如图,在Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=4,BC=3,以点C 为圆心,2为半径作圆C ,分别交AC 、
BC 于D 、E 两点,点P 是圆C 上一个动点,则1
2
PA PB 的最小值为__________.
E
A
B C D
P
M
P
D
C
B
A
分析:在CA 边上取点M 使得CM=2,连接PM 、PC ,可得△CPA ∽△CMP ,故PA :PM=2:1,即PM=1
2PA .问
题转化为PM+PB 最小值,连BM 即可. 三、阿氏圆应用举例
例1、如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CB =7,AC =9,以C 为圆心、3为半径作⊙C ,P 为⊙C 上一动点,连接AP 、BP ,则AP +BP 的最小值为( ) A .7
B .5
C .
D .
B P
O
解:如图,在CA上截取CM,使得CM=1,连接PM,PC,BM.
∵PC=3,CM=1,CA=9,∴PC2=CM•CA,∴=,
∵∠PCM=∠ACP,∴△PCM∽△ACP,∴==,∴PM=PA,
∴AP+BP=PM+PB,∵PM+PB≥BM,在Rt△BCM中,∵∠BCM=90°,CM=1,BC=7,∴BM==5,∴AP+BP≥5,∴AP+BP的最小值为5.故选:B.
例2、如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,⊙C半径为2,P为圆上一动点,连结AP,BP,则AP+BP的最小值为()
A.B.6C.2 D.4
解:如图1,连接CP,在CB上取点D,使CD=1,则有==,
又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴=,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.
要使AP+BP最小,只要AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,
即:AP+BP最小值为AD,在Rt△ACD中,CD=1,AC=6,∴AD==,AP+BP 的最小值为,故选:A.
例3、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=12,AC=9,以点C为圆心,6为半径的圆上有一个动点D.连接AD、BD、CD,则2AD+3BD的最小值是.
解:∵2AD+3BD=
2
3
3
AD BD
⎛⎫
+
⎪
⎝⎭
,∵求
2
3
AD BD
+最小值即可,
在CA上截取CM,使得CM=4,连接DM,BM.
∵CD=6,CM=4,CA=9,∴CD2=CM•CA ,∴=,
∵∠DCM=∠ACD,∴△DCM∽△ACD ,∴==,∴DM =AD ,∴AD+BD=DM+BD,∵DM+BD≥BM,
在Rt△CBM中,∵∠CMB=90°,CM=4,BC=12,∴BM ==4,
∴AD+BD≥4,∴AD+BD的最小值为4.
例4、如图,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P为矩形内部一点,且PB=4,则AP+PC
的最小值为
.
A
B C
D
P
解:如图2,在AB 上截取BF=2,连接PF,PC,
∵AB=8,PB=4,BF=2,∴==,且∠ABP=∠ABP,∴△ABP∽△PBF,
∴==,∴PF=AP,∴AP+PC=PF+PC,∴当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC 的值最小,∴CF===2,∴AP+PC的值最小值为2,
例5、(2019•路桥区一模)如图,在扇形OCD中,∠COD=90°,OC=3,点A在OD上,AD=1,点B 为OC的中点,点E是弧CD上的动点,则AE+2EB的最小值是.
解:如图,延长OC至F,使得CF=OC=3.连结EF,OE,
∵,∠EOB为公共角,∴△OBE∽△OEF,∴,∴2BE=EF
∴AE+2BE=AE+EF,即A、E、F三点共线时取得最小值.即由勾股定理得:AF==.
例6、如图,已知正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,点P是⊙B上的一个动点,则PD﹣PC 的最大值为.
解:在BC上取一点G,使得BG=1,如图,∵=2,=2,∴,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴,∴PG=PC,
当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG==5.
三、阿氏圆巩固练习
1、(2019•郫都区模拟)在△ABC中,∠ACB=90°,BC=8,AC=6,以点C为圆心,4为半径的圆上
有一动点D,连接AD,BD,CD,则BD+AD的最小值是.
解:如图,在CB上取一点F,使得CF=2,连接FD,AF.
∴CD=4,CF=2,CB=8,∴CD2=CF•CB,∴=,
∵∠FCD=∠DCB,∴△FCD∽△DCB,∴==,∴DF=BD,
∴BD+AD=DF+AF,∵DF+AD≥AF,AF==2,∴BD+AD的最小值是2,2、(2019秋•玄武区期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E分别是边BC、AC上的两个动点,且DE=4,P是DE的中点,连接PA,PB,则PA+PB的最小值为.
解:如图,在BC 上截取CF =,连接PF ,CP ,AF ,∵DE =4,P 是DE 的中点,∴CP =DE =2, ∵
,
=
∴
,且∠FCP =∠BCP ,∴△BCP ∽△PCF ,∴
,∴PF =BP ,
∵PA +PB =PA +PF ,∴当点A ,点P ,点F 共线时,PA +PB 的最小值为AF , ∴AF =
=
=
3、如图,在Rt △ABC 中,∠ABC=90°,BC=4,AB=6,在线段AB 上有一点M ,且BM=2.在线段AC 上有一动点N ,连接MN ,BN.将BMN ∆沿BN 翻折得到BM N '∆.连接AM '、.CM '则2
23
CM AM ''+的最小值为 .
解:在BM 上截取BQ=
23
, 2
,3BQ BM QBM M BA BM BA '''==∠=∠'Q
,.BQM BM A ''∴∆∆∠: 1,3QM BQ M A BM '∴==''1,3
QM M A ''∴= 21
22()2()33
CM AM CM AM CM QM ''''''∴+=+=+
当Q M C '、、三点共线时,=CM QM QC ''+有最小值为:
22222237
=()4.33
QC BQ BC +=+=
2
23
CM AM ''∴+
的最小值为4373. 4、已知扇形COD 中,∠COD =90°,OC =6,OA =3,OB =5,点P 是上一点,则2PA +PB 的最小
值为 .
解:延长OA到点E,使CE=6,∴OE=OC+CE=12,连接PE、OP,
∵OA=3,∴,∵∠AOP=∠AOP,∴△OAP∽△OPE,∴,∴EP=2PA,
∴2PA+PB=EP+PB,∴当E、P、B三点共线时,取得最小值为:BE==13.
5、如图,扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,点P是上一点,则2PA+PB 的最小值为.
解:如图,延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FB⊥OD于点M,∵OC=4,FC=4,∴FO=8,且OP=4,OA=2,
∴,且∠AOP=∠AOP,∴△AOP∽△POF,∴
∴PF=2AP,∴2PA+PB=PF+PB,∴当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,
∵∠COD=120°,∴∠FOM=60°,且FO=8,FM⊥OM
∴OM=4,FM=4,∴MB=OM+OB=4+3=7,∴FB==
∴2PA+PB的最小值为.
6、如图,四边形ABCD为边长为4的正方形,⊙B的半径为2,P是⊙B上一动点,则PD+PC的最小
值为;PD+4PC的最小值为.
解:①如图,连接PB、在BC上取一点E,使得BE=1.∵PB2=4,BE•BC=4,∴PB2=BE•BC,
∴=,∵∠PBE=∠CBP,∴△PBE∽△CBP,∴==,∴PD+PC=PD+PE,
∵PE+PD≤DE,在Rt△DCE中,DE==5,∴PD+PC的最小值为5.
②连接DB,PB,在BD上取一点E,使得BE=,连接EC,作EF⊥BC于F.
∵PB2=4,BE•BD=×4=4,∴BP2=BE•BD,∴=,∵∠PBE=∠PBD,
∴△PBE∽△DBP,∴==,∴PE=PD,
∴PD+4PC=4(PD+PC)=4(PE+PC),∵PE+PC≥EC,在Rt△EFC中,EF=,FC=,∴EC=,∴PD+4PC的最小值为10.。