2020年中考复习专题:“胡不归”问题在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如PA+PB最值,除此之外我们还可能会遇上形如“PA+kPB”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.本文简单介绍“胡不归”模型【故事介绍】从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家,根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A到家B之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?”(“胡”同“何”)而如果先沿着驿道AC先走一段,再走砂石地,会不会更早到家?【模型建立】如图,一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1<V2,A、B为定点,点C在直线MN上,确定点C的位置使ACV2+BCV1的值最小【问题分析】AC V2+BCV1=1V1(BC+V1V2AC),记k=V1V2,即求BC+kAC的最小值【问题解决】构造射线AD使得sin∠DAN=k,CHAC=k,CH=kAC.将问题转化为求BC+CH最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH 取到最小值,即BC+kAC最小.【模型总结】在求形如“PA+kPB"的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PH+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段.【2019长沙中考】如图,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BEBD的最小值是上的一个动点,则CD+√55【2019南通中考】如图,平行四边形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P为边CD上PD的最小值等于的一动点,则PB+√32【2014成都中考】如图,已知抛物线y=k8(x+2)(x-4)(k为常数,且k>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线y=−√33x+b与抛物线的另一交点为D.(1)若点D的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式(2)在(1)的条件下,设F为线段BD上一点(不含端点),连接AF,一动点M从点A出发,沿线段AF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿线段FD以每秒2个单位的速度运动到D后停止,当点F的坐标是多少时,点M在整个运动过程中用时最少?【2018重庆中考】抛物线y=−√66x2−2√33x+√6与x轴交于点A,B(点A在点B的左边),与y轴交于点C.点P是直线AC上方抛物线上一点,PF⊥x轴于点F,PF与线段AC交于点E;将线段OB沿x轴左右平移,线段OB的对应线段是O1B1,当PE+12EC的值最大时,求四边形PO1B1C周长的最小值,并求出对应的点O1的坐标。
(为突出问题,刚去了两个小问)【2019绵阳中考】在平面直角坐标系中,将二次函数y=ax2(a>0)的图象向右平移1个单位,再向下半移2个单位,得到如图所示的抛物线,该抛物线与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),OA=1经过点A的一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与y轴正半轴交于点C,且与抛物线的另一个交点为D,△ABD的面积为5.(1)求抛物线和一次函数的解析式;(2)抛物线上的动点E在一次函数的图象下方,求△ACE面积的最大值,并求出此时点E的坐标;(3)若点P为x轴上任意一点,在(2)的结论下,求PE+3PA的最小值5阿氏圆问题在前面的“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下图,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构成的图形为圆下面给出证明法一:首先了解两个定理(1)角平分线定理:如图,在△ABC中,AD是∠BAC的角半分线,则ABAC =DBDC证明:S△ABDS△ACD =BDCD,S△ABDS△ACD=AB×DEAC×DF=ABAC,即ABAC=DBDC(2)外角半分线定理:如图,在△ABC中,外角CAE的角平分线AD交BC的延长线于点D,则AB AC =DBDC证明:在BA延长线上取点E使得AE=AC,连接BD,则△ACD≅△AED(SAS),CD=DE且AD平分∠BDE,则DBDE =ABAE,即ABAC=DBDC.接下来开始阿氏圆证明步骤:如图,PA:PB=k,作∠APB的角平分线交AB于M点,根据角平分线定理,MAMB =PAPB=k,故M点为定点,即∠APB的角平分线交AB于定点;作∠APB外角平分线交直线AB于N点,根据外角平分线定理,NANB =PAPB=k,故N点为定点,即∠APB外角半分线交直线AB于定点;又∠MPN=90°,定边对定角,故P点轨迹是以MN为直径的圆。
法二:建系不妨将点A、B两点置于x轴上且关于原点对称,设A(-m,0),则B(m,0),设P(x,y),PA =kPB,即:解析式满足圆的一般方程,故P点所构成的图形是圆,且圆心与AB共线除了证明之外,我们还需了解“阿氏圆”的一些性质:(1)PAPB =MAMB=NANB=k应用:根据点A、B的位置及k的值可确定M、N及圆心O(2)△OBP∽△OPA,即OBOP =OPOA,变形为OP2=OA∙OB.应用:根据圆心及半径和A、B其中一点,可求A、B另外一点位置(3)OPOA =OBOP=PAPB=k应用:已知半径及A、B中的其中一点,即可知道PA:PB的值练习1:已知A 、B 求圆轨迹已知在坐标系中,点A(-1,0),点B(3,0),P 是平面中一点且PA:PB=3:1,求P 点轨迹圆圆心位置【分析】既然已经了解的“阿氏圆”的相关内容,不妨直接用上结论. 取M(2,0)满足MA:MB =3:1,取N(5,0)满足NA:NB =3:1, P 点轨迹即是以MN 为直径,MN 中点O 为圆心的圆.练习2:已知圆轨迹反求点A 或B已知在坐标系中,点A(-1,0),P 是以点A (72,0)为圆心,32长为半径的圆。
平面中求一点B 使得PA:PB=3:1,求B 点坐标.【分析】像这样的问题一般就是“阿氏圆”构图,已知圆与A 点,求另外一点B. 思路1:构造相似三角形。
考虑OP 2=OA ∙OB ,将OP =32、OA =92代入可得:OB =12,故B 点坐标为(3,0)思路2:根据“阿氏圆”中的特殊位置当P 点运动到M 点位置时,有MA:MB =3:1,考虑到A(-1,0)、M(2,0),可得MB =1, 考虑到A 、M 、B 共线且B 点在M 点右侧, 可得B 点坐标为(3,0).补充:这里的圆O 与点A 及PA:PB 的比值都是配套存在的,思路2虽有投机取巧之嫌,却是根据“阿氏圆”定义求出的B 点,还好用。
那么这个玩意和最值有什么关系呢?比如可以将练习2稍加修改,即可变成最值问题:练习2(改):已知在坐标系中,点A(1,0),P 是以点(72,0)为圆心,32长为半径的圆,Q(2,2),求PQ+13PA 的最小值.【分析】问题中的PQ 暂时不用管,先处理好13PA ,考感到P 点轨是个圆,且要构造13PA ,大胆猜测:平面中存在一点B 使得P 在圆上任意位置,均满足:PA PB=13,即有PB=13PA.其实就是逆用“阿氏圆”,这样的题目一般就是给出圆与A 点位置,求另一点B 的位置可转化13PA.点B 求法如上练习2,剩下的求量小值就很简单了练习3:关于系数如图,在Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=4,BC=3,以点C 为圆心,2为半径作圆,分別交 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【分析】确定了问题关键是构造“12PA ",已知了P 点所在的,已知了A 点,即在平面中找一点M 使得“PM =12PA ”思路1:构造相似三角形点M 与A 、C 共线,且M 点必满足:CP 2=CM ∙CA ,代入CP 、CA ,即可得:22=4∙CM ,得:CM=1,即可确定M 点位置,12PA+PB =PM+PB 问题转化为PM+PB 最小值,直接连BM 即可【问题剖析】(1)这里为什么是12PA?答:因为圆C 半径为2,CA =4,比值是1:2,△CMP 与△CPA 的相似比为1:2所以构造的是12PA ,也只能构造12PA (2)如果问题设计为PA+kPB 最小值,k 应为多少? 答:根据圆C 半径与CB 之比为2:3,k 应为23.【练习1】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 的最小值是问题转化为DM+DB 的最小值,直接连接BM ,BM 长度的3倍即为本题答案【练习2】、如图,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,则PD −12PC 的最大值为【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 ,从而将同题转化为求PD −PM连接PD ,对于△PDM , PD-PM <DM ,故当D 、M 、P 共线时,PD −PM =DM 为最大值【2019山东日照第22题】如图1,在平面直角坐标系中,直线y=−5x+5与x轴、y轴分別交于A、C两点,抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,与x轴的另一交点为B.(1)求抛物线解析式及B点坐标;(2)若点M为x轴下方抛物线上一动点,连接MA、MB、MC,当点M运动到某一位置时,四边形AMBC面积最大,求此时点M的坐标及四边形AMBC的面积;(3)如图2,若P点是半径为2的圆B上一动点,连接PC、PA,当点P运动到某一位置时,PC+1PA的值最小,请求出这个最小值,并说明理由.2。