回归教材--阿波罗尼斯圆
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1 Apollonius 圆 (阿波罗尼斯 圆,简称 “阿氏圆”)
例. 已知,两点坐标()()3,0,3,0A B -,若平面上一点P 满足
2PA PB
=,求P 点轨迹. 解:设P (),x y ,由题意
2= 化简得 ()22516x y ++=
一般地:若平面上P 和定点A 、B 满足PA PB
λ=,当0λ>且1λ≠时,P 的轨迹是一个圆
“阿氏圆”性质:
(1)等比:2PA MA A PB MB NB
N ===;(正弦定理推论) (2)平分:PM 平分APB ∠,
PN 平分APB ∠的外角
(3)性质逆用
(2011苏州市 一模)
18.已知椭圆E :22221x y a
b +=()0a b >>
的离心率为2,且过点(P ,设椭圆E 的右准线l 与x
轴的交点为A ,椭圆的上顶点为B ,直线AB 被以原点为圆心的圆O 所截得的弦长(1)求椭圆E 的方程及圆O 的方程;
(2)若M 是准线l 上纵坐标为t 的点,求证:存在一个异于M 的点Q ,对于圆O 上任意
一点N ,有
MN NQ 为定值;且当
M 在直线l 运动时,点Q 在一个定圆上.
(第18题图)。
阿波罗尼斯圆性质及其应用背景展示 阿波罗尼斯是古希腊著名数学家,与欧几里得、阿基米德被称为亚历山大时期数学三巨匠,他对圆锥曲线有深刻而系统的研究,主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书,阿波罗尼斯圆是他的研究成果之一(人教A 版124页B 组第3题)已知点M 与两个定点O(0,0),A(3,0)点距离的比为,求点M 的轨迹方程。
12 (人教A 版144页B 组第2题)已知点M 与两个定点距离的比是一M 1,M 2个正数m,求点M 的轨迹方程,并说明轨迹是什么图形(考虑m=1和m )。
≠1两种情形公元前3世纪,古希腊数学家阿波罗尼斯(Apollonius)在《平面轨迹》一书中,曾研究了众多的平面轨迹问题,其中有如下著名结果:到平面上两定点距离比等于定值的动点轨迹为直线或圆.(定值为1时是直线,定值不是1时为圆)定义:一般的平面内到两顶点A ,B 距离之比为常数()的点的轨迹为圆,此λλ≠1圆称为阿波罗尼斯圆类型一:求轨迹方程1.已知点与两个定点,的距离的比为,求点的轨迹方程M ()0,0O ()0,3A 21M 2.已知,,试分析点的轨迹()02>=a a AB ()0≥=λλMB MAM3.(2006年高考四川卷第6题)已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足条件,则点P 的轨迹所包围的图形面积等于( )|PA |=2|PB |A . B. C. D.9π 4π8ππ类型二:求三角形面积的最值4.(2008江苏卷)满足条件AB = 2,AC = BC 的∆ABC 的面积的最大值是2 5.(2011浙江温州高三模拟)在等腰ABC 中,AB=AC ,D 为AC 的中点,△BD=3,则ABC 面积的最大值为△6.在ABC 中,AC=2,AB=mBC(m>1),恰好当B=时ABC 面积的最大,m=△π3△类型三:定点定值问题 7. 已知圆O :,点B(-5,0),在直线OB 上存在定点A(不同于点B ),满x 2+y 2=9足对于圆O 上任意一点P ,都有为一常数,试求所有满足条件的点A 的坐标,PAPB 并求PAPB 8.(2014湖北文科卷17题)已知圆O :,点A(-2.0),若定点B(b,0)(bx 2+y 2=1)和常数:对圆O 上任意一点M ,都有= ,≠‒2λ满足|MB |=λ|MA |,则b λ=类型四:阿波罗尼斯圆的性质9. 已知圆C:其中P 为圆C 上的动点,(x ‒1)2+(y ‒1)2=1,定点O (0,0),B (2,0),PO+PB 的最小值为210.已知函数=2,若集合f (α)(cosα+12)2+sin 2α‒cos 2α+(sinα‒12)2{α∈R │f (α)>m }≠∅,则实数m 的取值范围为类型五:阿波罗尼斯圆的应用阿波罗尼斯圆与向量(阿氏圆+等和线)11.已知+,设,若BC =6,AC =2AB ,点D 满足AD =2x x +y AB y 2(x +y )AC f (x ,y )=|AD |恒成立,则的最大值为f (x ,y )≥f (x 0,y 0)f (x 0,y 0)12.(2018.1湖州、衢州、丽水三地市教学质量检测试卷17题).设点是P 所在平面内动点,满足,(),ABC ∆CP CA CB λμ=+ 3+42λμ=,R λμ∈.若,则的面积最大值是 .==PA PB PC 3AB =ABC ∆阿波罗尼斯圆与三角形13.(2018.5月宁波模拟16题)已知向量a ,b 满足,若|b |=3,|a |=2|b ‒a |恒成立,则实数的取值范围为|a +λb |≥3λ14.(2018.4月杭州市第二次高考科目教学质量检测17题)在ABC 中,△恒成立,求的最大值∀λ∈R ,|BA ‒λBC |≥|BC |cb +b c15.在中,、分别为中线,若,则的取值范围 .ABC ∆AD BE b a 35=BE AD 阿波罗尼斯圆与几何体16.(2014二模(理))在等腰梯形中,、分别为底边的中点,把ABCD E F CD AB ,四边形沿直线折起后所在平面记为,,设与所成的AEFD EF αα∈P PC PB ,α角分别为,(,均不为0),,则点的轨迹为.1θ2θ1θ2θ21θθ=P A.直线 B.圆 C.椭圆 D.抛物线17.在四面体中,已知,,,且,则ABCD BC AD ⊥6=AD 2=BC 2==CD AC BD AB 的最大值为 .BCD A V -18.(2018.5月浙江高三五校联考17题)棱长为36的正四面体ABCD 的内切球上有一个动点M ,则MB+的最小值13MC 练习:1.恒成立,则实数的取值范围为 .33λ2.(2015湖北理科卷14题)如图,圆与轴相切与点,与轴正半轴交C x ()0,1T y 于两点(在A 的上方),B A ,B 2=AB (1(圆C 的标准方程为.过点任作一条直线与圆相较于两A 1:22=+y x O N M ,点,下列三个结论:(2(①;②;③MB MA NB NA =2=-MB MA NA NB 22=+MBMA NA NB 其中正确结论的序号是。
阿波罗尼斯圆在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“kPA+PB ”最值问题,其中P 点轨迹是直线,而当P 点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题. 所谓“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. 【在初中阶段的应用】阿氏圆主要应用于求系数不相同的线段和的最小值【基本解法】:构造相似 阿氏圆一般解题步骤:PC+kPD1、连接动点至圆心O(将系数不为1的线段的两个端点分别与圆心相连接),则连接OP 、OD ;2、计算出所连接的两条线段OP 、OD 长度3、计算两条线段长度的比m ODOP =;4、在OD 上取点M 使得m OP=OM ;5、连接CM ,与圆O 的交点即为点P .【例题】(2017·南山十校联考)如图,若⊙O 的半径为√2,PO=√10,MO=2,∠POM=90°,点Q 在⊙O 上运动,求PQ+√22QM 的最小值.【简释】:连接QO 、QM ,有22=OMOQ ,在OM 上取M’使得22'Q =OQ M显然有△QM'O ~△MQO ,∴QM'=√22QM∴PQ+√22QM ≧PM'=√√102+12=√11(1)在Rt △OAB 中,OA=8,OB=6,⊙O 的半径为4,P 为⊙O 上一动点,求12PA+PB 的最小值.(2)如图,⊙O 是正方形ABCD 的内切圆,AB=4,点P 是⊙O 上一动点,则AP+√22DP 的最小值是________变式:如图,正方形ABCD 的边长为4,其内切圆上有一点E ,求√2DE+AE 的最小值(3)如图,AB=BD=2AC=2,AC 、BD 分别切半圆于A 、B ,求CF+√2DF 的最小值(4)如图,正方形ABCD 的边长为4,P 是BD 上一点,BG ⊥AP ,点M 、N 分别是线段CD 、BC 的中点,求NG+12MG 的最小值.(5)正方形ABCD 的边长为4,以D 为圆心,2为半径作圆, ①求2BE+AE 的最小值 ②此时△ABE 的面积(6)菱形ABCD 边长为2,∠ABC=60°,圆A 的半径为3,BC 与圆相切于点E ,点P 在圆A 上运动,求PB+23PD 的最小值(7)【结合隐形圆】已知A(4,0),B(0,4),C(8,0),D(6,4),点P是△AOB外部第一象限一动点,∠BPA=135°,求2PD+PC的最小值【点在圆内,反向操作】(8)如图,圆O半径为2,AO=BO=1,∠AOB=90°,求BP+2AP的最小值专题小结:所谓阿圆,就是动点到两定点距离之比为定值,那么动点的轨迹就是圆,这个圆,称为阿波罗尼斯圆,简称为阿圆.其本质就是通过构造母子相似,化去比例系数,转化为两定一动型求最值,难点在于如何构造母子相似.【练习】1.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__________.2.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 .3.如图,已知正方ABCD 的边长为4,圆B 的半径为2,点P 是圆B 上的一个动点,则12PD PC-的最大值为_______.EABCDPABCDA B CDP【分析】当P 点运动到BC 边上时,此时PC=2,根据题意要求构造12PC ,在BC 上取M 使得此时PM=1,则在点P 运动的任意时刻,均有PM=12PC ,从而将问题转化为求PD -PM 的最大值连接PD ,对于△PDM ,PD -PM <DM ,故当D 、M 、P 共线时,PD -PM=DM 为最大值.【附加题·2018江西】在正方形ABCD 中,AB=6,连接AC,BD,P 是正方形边上或对角线上一点,若PD=2PA,则AP 的长为A BCDPMMPD C BA ABP MMPBA。