初中数学圆中最值定值问题专题(推荐)
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初中数学圆中最值定值问题专题(推荐)
圆中最值域定值问题研究
类型一:
例1:在图中,AB是⊙O的直径,AB=10cm,M是半圆AB的一个三等分点,N是半圆AB的一个六等分点,P是直径AB上一动点,连接MP、NP。求MP+NP的最小值。
例2:已知圆O的面积为3π,AB为直径,弧AC的度数为80度,弧BD的度数为20度,点P为直径AB上任一点。求PC+CD的最小值。
例3:在菱形ABC中,∠A=60度,AB=3,圆A、圆B的半径为2和1,P、E、F分别是CD、圆A和圆B上的动点。求PE+PF的最小值。
类型二:折叠隐圆
基本原理】:点A为圆外一点,P为圆O上动点,连接AO并延长交圆于P1,则AP的最小值为AP2,最大值为AP1.
例1:在边长为2的菱形ABCD中,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上一动点,将△XXX沿MN所在的直线翻折得到△A′MN,连接A′C,求A′B长度的最小值。
例2:已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(1,1),点B(5,6),点P为BC边上的动点(点P不与点B、C重合),经过点O、P折叠该纸片,则CB’的最小值为多少?
例3:在四边形ABCD中,AD∥BC,∠A=90,AD=1,AB=2,BC=3,P是线段AD上一动点,将△ABP沿BP所在直线翻折得到△QBP,则△CQD的面积最小值为多少?
类型三:随动位似隐圆
例:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=6,点D是边AC上一点且AD=23,将线段AD绕点A旋转得线段AD′,点F始终为BD′的中点,则将线段CF最大值为多少?
分析]:易知D’轨迹为以A为圆心AD为半径的圆,则在运动过程中AD’为定值23,故取AB中点G,则FG为中位线,FG=3,故F点轨迹为以G为圆心,3为半径的圆。问题实质为已知圆外一点C和圆G上一点F,求CF的最大值。
方法归纳:
1.如图,点A和点O1为定点,圆O1半径为定值,P为圆O1上动点,M为AP中点。则点M运动轨迹为圆O2,且O2为AO1的中垂线与O1的交点。
2.对于随动位似隐圆问题,可以求出动点在固定圆上的轨迹,然后通过几何关系求出所求的最值。
1.中点。构造中位线
在直角三角形Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是AC的中点,M是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是BD的中点)。若AC=4,BC=3,则在线段CM长度的旋转过程中,其取值范围为2.5≤CM≤3.5.
2.等边三角形中的点运动路径
在边长为2的等边三角形△ABC中,以AC为直径作半圆,P为半圆上任意一点,M为BP中点。则在点P由A到C运动过程中,点M运动路径长为1.
3.定性分析——垂线段最短
在半圆O的半径为1的情况下,连接AC⊥AB,BD⊥AB,且AC=1,BD=3,P是半圆上任意一点。则封闭图形ABDPC面积的最大值为4.解题思路如下:
连接CD,梯形ABCD面积为定值。要使封闭图形ABDPC面积取最大值,则使△CPD面积取最小即可。△CPD中,底边CD为定值,则当高取最小值时,面积有最小值。因此,问题变成当点P在圆上运动至何处时,点P到CD距离最小。由勾股定理可知,CD、OC、OD长,且OC⊥CD。设点P到CD距离为h,则h+r≥OC,即h≥OC-r。即当O、P、M三点共线时,h有最小值,此时M与点C重合,故OC与圆O交点即为所求点P。
4.定弦定角
在圆O内一个定点P,圆O上一个动点A,射线AP,AO分别与圆O交于B,C两点。若圆O的半径为3,OP=3,则弦BC的最大值为6.
在⊙O中,AB为直径,C为半圆的中点,⊙C的半径为2,AB=8.点P是直径AB上的一动点,PM与⊙C切于点M。则PM的取值范围为2≤PM≤4.
5.定弦定角
在图中,AB为定长,点C为线段AB外一点,且满足∠ACB=60度。画出点C的运动轨迹的作图步骤如下:
以AB为直径作圆,圆心为O;
以O为中心,OC为半径作圆,交AB于点D、E;
以D为中心,DE为半径作圆,交AB于点F、G;
以F为中心,FG为半径作圆,交AB于点H、I;
以H为中心,HI为半径作圆,交AB于点J、K;
连接CK、BJ,则CKBJ为点C的运动轨迹。
步骤1、删除明显有问题的段落:
无
步骤2、剔除格式错误并改写每段话:
练1: 如图,AB为定长,点C为线段AB外一点,且满足∠ACB=120度。请在图中画出点C的运动轨迹,并求圆心角∠AOB的大小。
练2:
如图,AB为定长,点C为线段AB外一点,且满足∠ACB=120度。请在图中画出点C的运动轨迹。
实战应用1:
如图,⊙O的半径为1,弦AB=1,点P为优弧AB上一动点,AC⊥AP交直线PB于点C。求△ABC的最大面积。
实战应用2:
如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠XXX。求线段CP长的最小值。
定弦定角——反客为主: 如图,∠XOY=45°,一把直角三角尺ABC的两个顶点A、B分别在OX、OY上移动,其中AB=10.求点O到顶点A的距离最大值和点O到AB的距离的最大值。
定弦定角——条件的确定:
如图,扇形AOD中,∠AOD=90°,OA=6,点P为弧AD上任意一点(不与点A和D重合),PQ⊥OD于点Q,点I为△XXX的内心。求点I点运动路径长。
1、已知等边三角形ABC边长为3,点D、E分别在BC、AC上,且BD=CE,AD、BE交于点P,求CP的最小值。
2、在直角三角形ABC中,AC=3,BC=5,D为AC上的一动点,以AD为直径作圆,连接BD交圆于点E,求CE的最小值。
3、已知点A(2.0),B(4.0)是x轴上的两点,点C为y轴上的动点,当∠ACB最大时,点C的坐标为多少?
4、在直角三角形ABC中,∠BAC=30°,AB=23,点P在AB边上,点Q在AC边上,且∠CPQ=90°,求线段CQ的最小值。 5、已知点A(2.0),B(5.0),点P为以A为圆心、半径为2的圆上的一动点,以PB为边作等边三角形PMB,求线段AM的取值范围。
思路2:线段BM可以看作是由线段PB绕点B顺时针旋转60度得到的。当点P在圆A上运动时,我们可以作出其绕点B顺时针旋转60度后的每一个对应点,这些点的集合就是点M的运动轨迹。显然,这个轨迹是一个圆。因为每个对应点都是点P绕点B顺时针旋转60度得到的,所以点M所在圆的圆心就是将点P所在XXX绕点B顺时针旋转60度得到的点。我们可以将其想象成钟摆绕点B顺时针旋转60度。
1、已知A(2,0),圆O半径为1,点B为圆O上的一个动点,点C在第一象限,且△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90度,求线段OC的最大值。
2、如图,AB为⊙O的直径,AB=4,点C为半圆AB上的一个动点,在BC上作正方形BCDE(点D在直线AB的上方),连接OD。当点C运动时,则线段OD的最大值为多少?
10、在△ABC中,AB=4,BC=6,∠ACB=30°。将△ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到△A1BC1.点E为线段AB的中点,点P是线段AC上的一个动点。在△ABC绕点B按逆时针方向旋转的过程中,点P的对应点是点P1.则线段EP1的长度的最大值为多少?最小值为多少?
11、在△ABC中,AB=AC=5,BC=6.将△ABC绕点C顺时针方向旋转,得到△A1B1C。点E是BC的中点,点F为线段AB上的一个动点。在△ABC绕点C顺时针旋转过程中,点F的对应点是点F1.请直接写出线段EF1长度的最大值与最小值的差。