阿氏圆题型的解题方法和技巧
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
【问题】在平面直角坐标系xOy 中,在x 轴、y 轴分别有点C(m,0),D(0,n).点P 是平面内一动点,且OP=r,求P C+kPD 的最小值.
阿氏圆一般解题步骤:
第一步:确定动点的运动轨迹(圆),以点O为圆心、r 为半径画圆;(若圆已经画出则可省略这一步)
第二步:连接动点至圆心O(将系数不为1的线段的固定端点与圆心相连接),即连接O P、OD;
第三步:计算出所连接的这两条线段OP 、OD 长度; 第四步:计算这两条线段长度的比k ;
第五步:在OD 上取点M ,使得O M:OP =OP:OD=k;
第六步:连接CM,与圆O 交点即为点P .此时CM 即所求的最小值.
【补充: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
k
1
,再构造△相似进行计算】
习题
【旋转隐圆】如图,在Rt △ABC 中,∠ACB=90°,D为AC 的中点,M 为B D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,B C=3,那么在旋转过程中,线段CM 长度的取值范围是___________.
1.Rt △A BC 中,∠ACB=90°,AC =4,BC=3,点D为△ABC 内一动点,满足CD=2,则AD+3
2
BD的最小值为_______.
2.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+
2
3
PD 的最小值为________.
3.如图,已知菱形ABC D的边长为4,∠B =60°,圆B的半径为2,P 为圆B 上一动点,则PD+
2
1
PC 的最小值为_________. 4.如图,点A,B在⊙O上,OA =OB=12,OA ⊥OB ,点C 是OA 的中点,点D 在OB 上,OD=10.动点P 在⊙O 上,则PC +
2
1
PD 的最小值为_______. 5.如图,等边△ABC 的边长为6,内切圆记为⊙O,P是圆上动点,求2P B+PC 的最小值.
6.如图,边长为4的正方形,内切圆记为⊙O,P 是圆上的动点,求2PA+PB 的最小值.
7.如图,边长为4的正方形,点P 是正方形内部任意一点,且BP=2,则P D+2
1
PC 的最小值为______;2PD+4PC 的最小值为______.
8.在平面直角坐标系xO y中,A(2,0),B (0,2),C (4,0),D(3,2),P 是△A OB 外部的第一象限内一动点,且∠BPA=135°,则2PD+PC 的最小值是_______.
9.在△A BC 中,AB=9,BC=8,∠ABC=60°,⊙A的半径为6,P 是⊙A上的动点,连接P B、P C,则3PC+2PB 的最小值为_______.
10.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上任意一点,在(2)的情况下,试求出E F+
2
1
FA 的最小值.
11.(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+
21PC 的最小值和P D-2
1
PC 的最大值; (2)如图2,已知正方形A BCD 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+
32PC 的最小值为______,PD-3
2
PC 的最大值为______. (3)如图3,已知菱形AB CD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+
21P C的最小值为______,PD-2
1
PC的最大值为________.
12.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 +2
1
BP 的最小值.ﻫ(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C P,在CB 上取点D ,使CD=1,则有2
1
==CB CP CP CD ,又∵∠
PC D=∠BCP,∴△PC D∽△BCP.∴2
1
=BP PD ,
∴P D=
21BP ,∴AP+21BP=A P+PD .ﻫ请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP +2
1B P的最小值为________.
(2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的情况下,3
1
AP +BP 的最小值为_______.ﻫ(3)拓展延伸:已知扇形COD 中,∠COD=90°,OC=6,OA =3,OB=5,点P 是弧CD 上一点,求2PA+PB的最小值.
【二次函数结合阿氏圆题型】
13.如图1,抛物线y=a x²+(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 ⊥A B于点M. (1)求a 的值和直线A B的函数表达式;
(2)设△PMN 的周长为C 1,△A EN 的周长为C2,若
5
6
21 C C ,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 +
3
2
E ′B 的最小值.
问题背景:如图1,在△AB C中,BC=4,A B=2AC.
问题初探:请写出任意一对满足条件的AB 与A C的值:AB =_____,AC=_______. 问题再探:如图2,在AC 右侧作∠CA D=∠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.
1.小明的数学探究小组进行了系列探究活动.
类比定义:类比等腰三角形给出如下定义:有一组邻边相等的凸四边形叫做邻等四边形.
探索理解:
(1)如图1,已知A、B、C在格点(小正方形的顶点)上,请你协助小明用两种不同的方法画出格点D,连接DA、DC,使四边形ABCD为邻等四边形;
尝试体验:
(2)如图2,邻等四边形ABCD中,AD=CD,∠ABC=120°,∠ADC=60°,AB=2,BC=1,求四边形ABCD的面积.
解决应用:
(3)如图3,邻等四边形ABCD中,AD=CD,∠ABC=75°,∠ADC=60°,BD=4.
小明爸爸所在的工厂,需要裁取某种四边形的材料板,这个材料板的形状恰巧是符合如图3条件的邻等四边形,要求尽可能节约.你能求出这种四边形面积的最小值吗?如果能,请求出此时四边形ABCD面积的最小值;如果不能,请说明理由.
2.我们定义:有一组邻边相等的凸四边形叫做“等邻边四边形”.
(1)如图1,在四边形ABCD中,添加一个条件使得四边形ABCD是“等邻边四边形”.请写出你添加的一个条件.
(2)如图2,等邻边四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD+∠BCD=90°,AC、BD为对角线,AC=2AB,试探究BC,BD的数量关系.
(3)如图3,等邻边四边形ABCD中,AB=AD,AC=2,∠BAD=2∠BCD=60°,求等邻边四边形ABCD面积的最小值.。