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.
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.
以下给出两种证明
法一:构造角分线
先复习两个定理
(1)角平分线定理:如图,在△ABC中,AD是∠BAC的角平分线,则AB:AC=DB:DC.
证明:利用等积法
,即AB:AC=DB:DC
(2)外角平分线定理: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=DB:DC.
证明:在BA延长线上取点E使得AE=AC,连接BD,则△ACD△△AED(SAS),CD=ED且AD平分△BDE,则DB:DE=AB:AE,即AB:AC=DB:DC.
接下来开始证明: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,MA:MB=PA:PB=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,NA:NB=PA:PB=k ,故N 点为定点,即△APB 外角平分线交直线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.
中考专题训练 阿氏圆模型
阿氏圆(阿波罗尼斯圆):
已知平面上两定点A 、B ,则所有满足
)
(1≠=k k PB
PA
的点P 的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称阿氏圆. 在初中的题目中往往利用逆向思维构造“斜A ”型相似(也叫“母子型相似”)+两点间线段最短,解决带系数两线段之和........
的最值问题. 观察下面的图形,当P 在⊙O 上运动时,用PA 、PB 的长在不断的发生变化,但PB
PA
的比值却始终保持不变.
解决阿氏圆问题,首先要熟练掌握母子型相似三角形的性质和构造方法.
那么如何应用“阿氏圆”的性质解答带系数的两条线段和的最小值呢?我们来看一道基本题目: 例.已知∠ACB=90°,CB=4,CA=6,∠C 半径为2,P 为圆上一动点.
(1)求BP AP 2
1
+的最小值为 . (2)求
BP AP +3
1
的最小值为 .
阿氏圆基本解法:构造相似
阿氏圆一般解题步骤:AP+k BP
第一步:连接动点和圆心C (将系数不为....1.的线段...的两个端点分别与圆心相连接),即连接CP 、CB ; 第二步:计算这两条线段长度的比
)圆心到定点的距离半径
(k CB CP =;
第三步:在CB (即定边)上取点M ,使得
k CP
CM
= 第四步:连接 AM ,与圆C 交点即为点P ;
第五步:计算AM 的长度,即为AP+k BP 的最小值.
实战演练:
1.在△ABC 中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D 为△ABC 内一动点,且满足CD=2,则BD AD 3
2
+的最小值为 .
2.已知点A (4,0),B (4,4),点P 在半径为2的⊙O 上运动,则
BP AP +2
1
的最小值是 .
3.已知点A(-3,0),B (0,3),C (1,0),若点P 为∠C 上一动点,且∠C 与y 轴相切. (1)求
BP AP +4
1
的最小值; (2)求△ABP 面积的最小值.
4.在平面直角坐标系中,A (2,0),B (0,2),C (4,0),D (3,2),P 是△AOB 外部的第一象限内一动点,且∠BPA=135°,则2PD+PC 的最小值是__________.
5.已知∠O 半径为1,AC 、BD 为切线,AC=1,BD=2,P 为弧AB 上一动点, 试求
PD PC +2
2
的最小值.
巩固练习:
1.如图,在∠ABC 中,∠B ﹦90°,AB ﹦CB ﹦2,以点B 为圆心作⊙B 与AC 相切,点P 为圆B 上任一动点,则PC PA 2
2
+
的最小值是 .
2. 如图,菱形ABCD 的边长为2,∠ABC=60°,⊙A 与BC 相切于点E ,在⊙A 上任取一点P ,求PD PB 2
3
+
的最小值.
3.(1)如图1,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+
2
1PC 的最小值 ;
(2)如图2,已知正方形ABCD 的边长为9,⊙B 的半径为6,点P 是⊙B 上的一个动点,那么PD+
3
2PC 的最小值为 ;
(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+
2
1
PC 的最小值为 .
4.如图1,抛物线y=ax 2+(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C 1,∠AEN 的周长为C 2,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+1/2BP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CD/CP=CP/CB=1/2,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP.∴PD/BP=1/2,∴PD=1/2BP,
∴AP+1/2BP=AP+PD.
请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+1/2BP的最小值为___.
(2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的情况下,1/3AP+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CDˆ上一点,求2PA+PB 的最小值。
反过来还原:
如图,点A,B在⊙O上,OA=OB=12且OA⊥OB点C是OA的中点,点D在OB上且OD=10,动点P在⊙O上,则PC+ 1/2 PD的最小值是多少?
如下图所示,在OA延长线上取点E,使得AE=OA
连接OP,PE。
因为OC/OP=1/2=OP/OE
从而△OCP∽△OPE(SAS)
从而,PC/EP=1/2,即PE=2PC
那么,PE+PD=2PC+PD=2(PC+1/2PD)
那么只要求出PE+PD 最小值,再除以2 即可得到所求问题的解。
很显然,当P点落在DE连线与圆O的交点P' 上时,
PE+PD取得最小值。
此时,PE+PD=DE=√(OD^2+OE^2)=√(10^2+24^2)=26那么,PC+1/2PD 的最小值即为26/2=13。
(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+1/2PC 的最小值和PC−1/2PC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+2/3PC的最小值为___,PD−2/3PC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+1/2PC的最小值为___,PD−1/2PC的最大值为___.
如图,△ABC是等腰三角形,∠C=900,○C与AB边相切,P是圆C上一动点,若圆C的半径为2。