阿氏圆问题归纳
(完整版)阿氏圆问题归纳
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PC+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OP 、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OM: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.习题【旋转隐圆】如图,在Rt △ABC 中,∠ACB=90°,D 为AC 的中点,M 为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 为BD 的中点),若AC=4,BC=3,那么在旋转过程中,线段CM 长度的取值范围是___________.1.Rt △ABC 中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D 为△ABC 内一动点,满足CD=2,则AD+32BD 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+23PD 的最小值为________.3.如图,已知菱形ABCD 的边长为4,∠B=60°,圆B 的半径为2,P 为圆B 上一动点,则PD+1PC 的最小值为_________.6.如图,边长为47.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PD+21PC 的最小值为______;2PD+4PC 的最小值为______.8.在平面直角坐标系xOy 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_______.9.在△ABC 中,AB=9,BC=8,∠ABC=60°,⊙A 的半径为6,P 是⊙A 上的动点,连接PB 、PC ,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EF+21FA 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PD-21PC 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+32PC 的最小值为______,PD-32PC 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+21PC 的最小值为______,PD-21PC 的最大值为________.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=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C1,△AEN 的周长为C2,若5621=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+32E ′B 的最小值.问题背景:如图1,在△ABC中,BC=4,AB=2AC.问题初探:请写出任意一对满足条件的AB与AC的值:AB=_____,AC=_______.问题再探:如图2,在AC右侧作∠CAD=∠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=2 AB,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.。
初中数学阿氏圆最值模型归纳
几何模型:阿氏圆最值模型【模型来源】“阿氏圆”又称为“阿波罗尼斯圆”,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的轨迹构成的图形为圆.这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”.A BPO【模型建立】如图1 所示,⊙O 的半径为R,点A、B 都在⊙O 外,P为⊙O上一动点,已知R=25OB,连接PA、PB,则当“PA+25PB”的值最小时,P 点的位置如何确定?解决办法:如图2,在线段OB 上截取OC使OC=25R,则可说明△BPO与△PCO相似,则有25PB=PC。
故本题求“PA+25PB”的最小值可以转化为“PA+PC”的最小值,其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C 三点共线时,“PA+PC”值最小。
【技巧总结】计算PA k PB+的最小值时,利用两边成比例且夹角相等构造母子型相似三角形问题:在圆上找一点P使得PA k PB+的值最小,解决步骤具体如下:1.如图,将系数不为1的线段两端点与圆心相连即OP,OB2.计算出这两条线段的长度比OPk OB=3.在OB上取一点C,使得OCkOP=,即构造△POM∽△BOP,则PCkPB=,PC kPB=4.则=PA k PB PA PC AC++≥,当A、P、C三点共线时可得最小值典题探究启迪思维探究重点例题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__________.EABCDPMPDC BA【分析】这个问题最大的难点在于转化12PA,此处P点轨迹是圆,注意到圆C半径为2,CA=4,连接CP,构造包含线段AP的△CPA,在CA边上取点M使得CM=2,连接PM,可得△CPA∽△CMP,故PA:PM=2:1,即PM=12PA.问题转化为PM+PB≥BM最小值,故当B,P,M三点共线时得最小值,直接连BM即可得13.变式练习>>>1.如图1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圆C的半径为2,点P为圆上一动点,连接AP,BP,求①BPAP21+,②BPAP+2,③BPAP+31,④BPAP3+的最小值.[答案]:①=37,②=237,③=3372,④=237.例题2. 如图,点C 坐标为(2,5),点A 的坐标为(7,0),⊙C 的半径为10,点B 在⊙C 上一动点,AB OB 55的最小值为________.[答案]:5.变式练习>>>2.如图,在平面直角坐标系xoy 中,A(6,-1),M(4,4),以M 为圆心,22为半径画圆,O 为原点,P 是⊙M 上一动点,则PO+2PA 的最小值为________.[答案]:10.例题3. 如图,半圆的半径为1,AB 为直径,AC 、BD 为切线,AC =1,BD =2,P 为上一动点,求PC +PD 的最小值.【解答】解:如图当A 、P 、D 共线时,PC +PD 最小.理由: 连接PB 、CO ,AD 与CO 交于点M ,∵AB =BD =4,BD 是切线,∴∠ABD =90°,∠BAD =∠D =45°, ∵AB 是直径,∴∠APB =90°, ∴∠P AB =∠PBA =45°,∴P A =PB ,PO ⊥AB ,∵AC =PO =2,AC ∥PO ,∴四边形AOPC 是平行四边形, ∴OA =OP ,∠AOP =90°,∴四边形AOPC 是正方形, ∴PM =PC ,∴PC +PD =PM +PD =DM ,∵DM ⊥CO ,∴此时PC +DP 最小=AD ﹣AM =2﹣=.变式练习>>>3.如图,四边形ABCD 为边长为4的正方形,⊙B 的半径为2,P 是⊙B 上一动点,则PD +PC 的最小值为 5 ;PD +4PC 的最小值为 10 .【解答】解:①如图,连接PB 、在BC 上取一点E ,使得BE =1. ∵PB 2=4,BE •BC =4,∴PB 2=BE •BC ,∴=,∵∠PBE =∠CBE , ∴△PBE ∽△CBE ,∴==,∴PD +PC =PD +PE , ∵PE +PD ≤DE ,在Rt △DCE 中,DE ==5, ∴PD +PC 的最小值为5.②连接DB ,PB ,在BD 上取一点E ,使得BE =,连接EC ,作EF ⊥BC 于F . ∵PB 2=4,BE •BD =×4=4,∴BP 2=BE •BD , ∴=,∵∠PBE =∠PBD ,∴△PBE ∽△DBP , ∴==,∴PE =PD ,∴PD +4PC =4(PD +PC )=4(PE +PC ),∵PE +PC ≥EC ,在Rt △EFC 中,EF =,FC =,∴EC =, ∴PD +4PC 的最小值为10.故答案为5,10.例题4. 如图,已知正方ABCD 的边长为6,圆B 的半径为3,点P 是圆B 上的一个动点,则12PD PC 的最大值为_______.AB CDP【分析】当P 点运动到BC 边上时,此时PC=3,根据题意要求构造12PC ,在BC 上取M 使得此时PM=32,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152.AB CDPM MPDCBA AB CDPMMPDCBA变式练习>>>4.(1)如图1,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+的最小值为,PD﹣的最大值为.(2)如图2,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+的最小值为,PD﹣的最大值为.图1 图2【解答】解:(1)如图3中,在BC上取一点G,使得BG=4.∵==,==,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG=.故答案为,(2)如图4中,在BC上取一点G,使得BG=1,作DF⊥BC于F.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG,在Rt△CDF中,∠DCF=60°,CD=4,∴DF=CD•sin60°=2,CF=2,在Rt△GDF中,DG==∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=.故答案为,.例题5. 如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线AB交于A(﹣4,﹣4),B(0,4)两点,直线AC:y=﹣12x﹣6交y轴于点C.点E是直线AB上的动点,过点E作EF⊥x轴交AC于点F,交抛物线于点G.(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)连接GB,EO,当四边形GEOB是平行四边形时,求点G的坐标;(3)①在y轴上存在一点H,连接EH,HF,当点E运动到什么位置时,以A,E,F,H为顶点的四边形是矩形?求出此时点E,H的坐标;②在①的前提下,以点E为圆心,EH长为半径作圆,点M为⊙E上一动点,求12AM+CM它的最小值.【解答】解:(1)∵点A(﹣4,﹣4),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,∴,∴,∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+4;(2)设直线AB的解析式为y=kx+n过点A,B,∴,∴,∴直线AB的解析式为y=2x+4,设E(m,2m+4),∴G(m,﹣m2﹣2m+4),∵四边形GEOB是平行四边形,∴EG=OB=4,∴﹣m2﹣2m+4﹣2m﹣4=4,∴m=﹣2,∴G(﹣2,4);(3)①如图1,由(2)知,直线AB的解析式为y=2x+4,∴设E(a,2a+4),∵直线AC:y=﹣12x﹣6,∴F(a,﹣12a﹣6),设H(0,p),∵以点A,E,F,H为顶点的四边形是矩形,∵直线AB的解析式为y=2x+4,直线AC:y=﹣12x﹣6,∴AB⊥AC,∴EF为对角线,∴12(﹣4+0)=12(a+a),12(﹣4+p)=12(2a+4﹣12a﹣6),∴a=﹣2,P=﹣1,∴E(﹣2,0).H(0,﹣1);②如图2,由①知,E(﹣2,0),H(0,﹣1),A(﹣4,﹣4),∴EH=5,AE=25,设AE交⊙E于G,取EG的中点P,∴PE=52,连接PC交⊙E于M,连接EM,∴EM=EH=,∴525PEME==12,∵525MEAE==12,∴PE MEME AE==12,∵∠PEM=∠MEA,∴△PEM∽△MEA,∴PE MEME AE==12,∴PM=12AM,∴12AM+CM的最小值=PC,设点P(p,2p+4),∵E(﹣2,0),∴PE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2,∵PE=52,∴5(p+2)2=54,∴p=52-或p=﹣32(由于E(﹣2,0),所以舍去),∴P(52-,﹣1),∵C(0,﹣6),∴PC==552,即:12AM+CM=552.变式练习>>>5.如图1,抛物线y=ax2+(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C1,△AEN的周长为C2,若=,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+E′B的最小值.【解答】解:(1)令y=0,则ax2+(a+3)x+3=0,∴(x+1)(ax+3)=0,∴x=﹣1或﹣,∵抛物线y=ax2+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),∴﹣=4,∴a=﹣.∵A(4,0),B(0,3),设直线AB解析式为y=kx+b,则,解得,∴直线AB解析式为y=﹣x+3.(2)如图1中,∵PM⊥AB,PE⊥OA,∴∠PMN=∠AEN,∵∠PNM=∠ANE,∴△PNM∽△ANE,∴=,∵NE ∥OB ,∴=,∴AN =(4﹣m ), ∵抛物线解析式为y =﹣x 2+x +3,∴PN =﹣m 2+m +3﹣(﹣m +3)=﹣m 2+3m , ∴=,解得m =2.(3)如图2中,在y 轴上 取一点M ′使得OM ′=,连接AM ′,在AM ′上取一点E ′使得OE ′=OE . ∵OE ′=2,OM ′•OB =×3=4, ∴OE ′2=OM ′•OB ,∴=,∵∠BOE ′=∠M ′OE ′, ∴△M ′OE ′∽△E ′OB , ∴==,∴M ′E ′=BE ′,∴AE ′+BE ′=AE ′+E ′M ′=AM ′,此时AE ′+BE ′最小 (两点间线段最短,A 、M ′、E ′共线时), 最小值=AM ′==.达标检测 领悟提升 强化落实1. 如图,在RT △ABC 中,∠B=90°,AB=CB=2,以点B 为圆心作圆与AC 相切,圆C 的半径为2,点P 为圆B 上的一动点,求PC AP 22+的最小值. [答案]:5.2. 如图,边长为4的正方形,切圆记为⊙O ,P 是⊙O 上一动点,则2PA+PB 的最小值为________.[答案]:25.3. 如图,等边△ABC 的边长为6,切圆记为⊙O ,P 是⊙O 上一动点,则2PB+PC 的最小值为________. [答案]:37. 4. 如图,在Rt △ABC 中,∠C=90°,CA=3,CB=4,C 的半径为2,点P 是C 上的一动点,则12AP PB+的最小值为?5. 如图,在平面直角坐标系中,()2,0A ,()0,2B ,()4,0C ,()3,2D ,P 是△AOB 外部第一象限的一动点,且∠BPA=135°,则2PD PC +的最小值是多少?[答案]426. 如图,Rt △ABC ,∠ACB =90°,AC =BC =2,以C 为顶点的正方形CDEF (C 、D 、E 、F 四个顶点按逆时针方向排列)可以绕点C 自由转动,且CD =,连接AF ,BD (1)求证:△BDC ≌△AFC ;(2)当正方形CDEF 有顶点在线段AB 上时,直接写出BD +AD 的值; (3)直接写出正方形CDEF 旋转过程中,BD +AD 的最小值.【解答】(1)证明:如图1中, ∵四边形CDEF 是正方形,∴CF =CD ,∠DCF =∠ACB =90°, ∴∠ACF =∠DCB , ∵AC =CB ,∴△FCA ≌△DCB (SAS ).(2)解:①如图2中,当点D ,E 在AB 边上时, ∵AC =BC =2,∠ACB =90°, ∴AB =2, ∵CD ⊥AB ,∴AD=BD=,∴BD+AD=+1.②如图3中,当点E,F在边AB上时.BD=CF=,AD==,∴BD+AD=+.(3)如图4中.取AC的中点M.连接DM,BM.∵CD=,CM=1,CA=2,∴CD2=CM•CA,∴=,∵∠DCM=∠ACD,∴△DCM∽△ACD,∴==,∴DM=AD,∴BD+AD=BD+DM,∴当B,D,M共线时,BD+AD的值最小,最小值==.7. (1)如图1,在△ABC中,AB=AC,BD是AC边上的中线,请用尺规作图做出AB边上的中线CE,并证明BD=CE:(2)如图2,已知点P是边长为6的正方形ABCD部一动点,P A=3,求PC+PD的最小值;(3)如图3,在矩形ABCD中,AB=18,BC=25,点M是矩形部一动点,MA=15,当MC+MD最小时,画出点M的位置,并求出MC+MD的最小值.【解答】解:(1)如图1中,作线段AB的垂直平分线MN交AB于点E,连接EC.线段EC即为所求;∵AB=AC,AE=EC,AD=CD,∴AE=AD,∵AB=AC,∠A=∠A,AD=AE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=CE.(2)如图2中,在AD上截取AE,使得AE=.∵P A2=9,AE•AD=×6=9,∴P A2=AE•AD,∴=,∵∠P AE=∠DAP,∴△P AE∽△DAP,∴==,∴PE=PD,∴PC+PD=PC+PE,∵PC+PE≥EC,∴PC+PD的最小值为EC的长,在Rt△CDE中,∵∠CDE=90°,CD=6,DE=,∴EC==,∴PC+PD的最小值为.(3)如图3中,如图2中,在AD上截取AE,使得AE=9.∵MA2=225,AE•AD=9×25=225,∴MA2=AE•AE,∴=,∵∠MAE=∠DAM,∴△MAE∽△DAM,∴===,∴ME=MD,∴MC+MD=MC+ME,∵MC+ME≥EC,∴MC+MD的最小值为EC的长,在Rt△CDE中,∵∠CDE=90°,CD=18,DE=16,∴EC==2,∴MC+MD的最小值为2.。
学而思阿氏圆问题
第一步,利用勾股定理求出圆的半径。
根据题目给出的信息,我们知道直角三角形ABC的两条直角边分别为3和4,因此可以利用勾股定理求出斜边AC的长度,即圆的半径。
第二步,利用相似三角形求出点P到圆心O的距离。
在三角形CPD 和三角形COB中,由于角DCP和角BCO是对应的同位角,所以角CPD=角CBO,并且根据圆心角等于圆周角的定理,角CBO=角CPD=角CDP,所以三角形CDP与三角形COB是相似的,根据相似三角形的性质,我们可以得到CD/CB=DP/BO,代入已知数值可以求出DP 的长度。
第三步,利用点与圆的位置关系求出答案。
如果DP大于半径,那么点P在圆外;如果DP等于半径,那么点P在圆上;如果DP小于半径,那么点P在圆内。
根据题目要求我们只需要找出点P在圆外的情形即可。
初中数学阿氏圆最值模型归纳
几何模型:阿氏圆最值模型【模型来源】“阿氏圆”又称为“阿波罗尼斯圆”,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的轨迹构成的图形为圆.这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”.A BPO【模型建立】如图 1 所示,⊙O 的半径为R,点 A、B 都在⊙O 外,P为⊙O上一动点,已知R=25OB,连接 PA、PB,则当“PA+25PB”的值最小时,P 点的位置如何确定解决办法:如图2,在线段 OB 上截取OC使 OC=25R,则可说明△BPO与△PCO相似,则有25PB=PC。
故本题求“PA+25PB”的最小值可以转化为“PA+PC”的最小值,其中与A与C为定点,P为动点,故当 A、P、C 三点共线时,“PA+PC”值最小。
【技巧总结】计算PA k PB+的最小值时,利用两边成比例且夹角相等构造母子型相似三角形问题:在圆上找一点P使得PA k PB+的值最小,解决步骤具体如下:1. 如图,将系数不为1的线段两端点与圆心相连即OP ,OB2. 计算出这两条线段的长度比OPk OB= 3. 在OB 上取一点C ,使得OC k OP =,即构造△POM∽△BOP,则PCk PB=,PC k PB = 4.则=PA k PB PA PC AC ++≥,当A 、P 、C 三点共线时可得最小值典题探究 启迪思维 探究重点例题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__________.EABC DPMPDCBA【分析】这个问题最大的难点在于转化12PA ,此处P 点轨迹是圆,注意到圆C 半径为2,CA=4,连接CP ,构造包含线段AP 的△CPA,在CA 边上取点M 使得CM=2,连接PM ,可得△CPA∽△CMP ,故PA :PM=2:1,即PM=12PA .问题转化为PM+PB ≥BM 最小值,故当B ,P ,M 三点共线时得最小值,直接连BM 即可得13. 变式练习>>>1.如图1,在RT △ABC 中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圆C 的半径为2,点P 为圆上一动点,连接AP,BP , 求①BP AP 21+,②BP AP +2,③BP AP +31,④BP AP 3+的最小值.[答案]:①=37,②=237,③=3372,④=237.例题2. 如图,点C 坐标为(2,5),点A 的坐标为(7,0),⊙C 的半径为10,点B 在⊙C 上一动点,AB OB 55的最小值为________.[答案]:5.变式练习>>>2.如图,在平面直角坐标系xoy 中,A(6,-1),M(4,4),以M 为圆心,22为半径画圆,O 为原点,P 是⊙M 上一动点,则PO+2PA 的最小值为________.[答案]:10.例题3. 如图,半圆的半径为1,AB为直径,AC、BD为切线,AC=1,BD=2,P为上一动点,求PC+PD 的最小值.【解答】解:如图当A、P、D共线时,PC+PD最小.理由:连接PB、CO,AD与CO交于点M,∵AB=BD=4,BD是切线,∴∠ABD=90°,∠BAD=∠D=45°,∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴∠PAB=∠PBA=45°,∴PA=PB,PO⊥AB,∵AC=PO=2,AC∥PO,∴四边形AOPC是平行四边形,∴OA=OP,∠AOP=90°,∴四边形AOPC是正方形,∴PM=PC,∴PC+PD=PM+PD=DM,∵DM⊥CO,∴此时PC+DP最小=AD﹣AM=2﹣=.变式练习>>>3.如图,四边形ABCD为边长为4的正方形,⊙B的半径为2,P是⊙B上一动点,则PD+PC的最小值为 5 ;PD+4PC的最小值为10.【解答】解:①如图,连接PB、在BC上取一点E,使得BE=1.∵PB2=4,BE•BC=4,∴PB2=BE•BC,∴=,∵∠PBE=∠CBE,∴△PBE∽△CBE,∴==,∴PD+PC=PD+PE,∵PE+PD≤DE,在Rt△DCE中,DE==5,∴PD+PC的最小值为5.②连接DB ,PB ,在BD 上取一点E ,使得BE =,连接EC ,作EF ⊥BC 于F .∵PB 2=4,BE •BD =×4=4,∴BP 2=BE •BD ,∴=,∵∠PBE =∠PBD ,∴△PBE ∽△DBP , ∴==,∴PE =PD ,∴PD +4PC =4(PD +PC )=4(PE +PC ),∵PE +PC ≥EC ,在Rt△EFC 中,EF =,FC =,∴EC =,∴PD +4PC 的最小值为10.故答案为5,10.例题4. 如图,已知正方ABCD 的边长为6,圆B 的半径为3,点P 是圆B 上的一个动点,则12PD PC的最大值为_______.AB CDP【分析】当P 点运动到BC 边上时,此时PC=3,根据题意要求构造12PC ,在BC 上取M 使得此时PM=32,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152. A BCD P MMPDCBA ABCDPMMPDCBA变式练习>>>4.(1)如图1,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 +的最小值为,PD﹣的最大值为.(2)如图2,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+的最小值为,PD﹣的最大值为.图1 图2【解答】解:(1)如图3中,在BC上取一点G,使得BG=4.∵==,==,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG=.故答案为,(2)如图4中,在BC上取一点G,使得BG=1,作DF⊥BC于F.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG,在Rt△CDF中,∠DCF=60°,CD=4,∴DF=CD•sin60°=2,CF=2,在Rt△GDF中,DG==∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=.故答案为,.例题5. 如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线AB交于A(﹣4,﹣4),B(0,4)两点,直线AC:y=﹣1 2 x﹣6交y轴于点C.点E是直线AB上的动点,过点E作EF⊥x轴交AC于点F,交抛物线于点G.(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)连接GB,EO,当四边形GEOB是平行四边形时,求点G的坐标;(3)①在y轴上存在一点H,连接EH,HF,当点E运动到什么位置时,以A,E,F,H为顶点的四边形是矩形求出此时点E,H的坐标;②在①的前提下,以点E为圆心,EH长为半径作圆,点M为⊙E上一动点,求12AM+CM它的最小值.【解答】解:(1)∵点A(﹣4,﹣4),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,∴,∴,∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+4;(2)设直线AB的解析式为y=kx+n过点A,B,∴,∴,∴直线AB的解析式为y=2x+4,设E(m,2m+4),∴G(m,﹣m2﹣2m+4),∵四边形GEOB是平行四边形,∴EG=OB=4,∴﹣m2﹣2m+4﹣2m﹣4=4,∴m=﹣2,∴G(﹣2,4);(3)①如图1,由(2)知,直线AB的解析式为y=2x+4,∴设E(a,2a+4),∵直线AC:y=﹣12x﹣6,∴F(a,﹣12a﹣6),设H(0,p),∵以点A,E,F,H为顶点的四边形是矩形,∵直线AB的解析式为y=2x+4,直线AC:y=﹣12x﹣6,∴AB⊥AC,∴EF为对角线,∴12(﹣4+0)=12(a+a),12(﹣4+p)=12(2a+4﹣12a﹣6),∴a=﹣2,P=﹣1,∴E(﹣2,0).H(0,﹣1);②如图2,由①知,E(﹣2,0),H(0,﹣1),A(﹣4,﹣4),∴EH=5,AE=25,设AE交⊙E于G,取EG的中点P ,∴PE=52,连接PC交⊙E于M,连接EM,∴EM=EH=,∴525 PEME==12,∵525MEAE==12,∴PE MEME AE==12,∵∠PEM=∠MEA,∴△PEM∽△MEA,∴PE MEME AE==12,∴PM=12AM,∴12AM+CM的最小值=PC,设点P(p ,2p+4),∵E(﹣2,0),∴PE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2,∵PE=52,∴5(p+2)2=54,∴p=52-或p=﹣32(由于E(﹣2,0),所以舍去),∴P(52-,﹣1),∵C(0,﹣6),∴PC==552,即:12AM+CM=552.变式练习>>>5.如图1,抛物线y=ax2+(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C1,△AEN的周长为C2,若=,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+E′B的最小值.【解答】解:(1)令y=0,则ax2+(a+3)x+3=0,∴(x+1)(ax+3)=0,∴x=﹣1或﹣,∵抛物线y=ax2+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),∴﹣=4,∴a =﹣.∵A (4,0),B (0,3), 设直线AB 解析式为y =kx +b ,则,解得,∴直线AB 解析式为y =﹣x +3.(2)如图1中,∵PM ⊥AB ,PE ⊥OA ,∴∠PMN =∠AEN ,∵∠PNM =∠ANE ,∴△PNM ∽△ANE ,∴=,∵NE ∥OB ,∴=,∴AN =(4﹣m ),∵抛物线解析式为y =﹣x 2+x +3,∴PN =﹣m 2+m +3﹣(﹣m +3)=﹣m 2+3m ,∴=,解得m =2.(3)如图2中,在y 轴上 取一点M ′使得OM ′=,连接AM ′,在AM ′上取一点E ′使得OE ′=OE .∵OE ′=2,OM ′•OB =×3=4, ∴OE ′2=OM ′•OB , ∴=,∵∠BOE ′=∠M ′OE ′,∴△M ′OE ′∽△E ′OB , ∴==,∴M ′E ′=BE ′,∴AE ′+BE ′=AE ′+E ′M ′=AM ′,此时AE ′+BE ′最小 (两点间线段最短,A 、M ′、E ′共线时), 最小值=AM ′==.达标检测 领悟提升 强化落实1. 如图,在RT △ABC 中,∠B=90°,AB=CB=2,以点B 为圆心作圆与AC 相切,圆C 的半径为2,点P 为圆B 上的一动点,求PC AP 22的最小值.[答案]:5.2. 如图,边长为4的正方形,内切圆记为⊙O,P是⊙O上一动点,则2PA+PB的最小值为________.[答案]:25.3. 如图,等边△ABC的边长为6,内切圆记为⊙O,P是⊙O上一动点,则2PB+PC的最小值为________.[答案]:37.4. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,CA=3,CB=4,C的半径为2,点P是C上的一动点,则12 AP PB的最小值为5. 如图,在平面直角坐标系中,()2,0A ,()0,2B ,()4,0C ,()3,2D ,P 是△AOB 外部第一象限内的一动点,且∠BPA=135°,则2PD PC +的最小值是多少[答案]426. 如图,Rt△ABC ,∠ACB =90°,AC =BC =2,以C 为顶点的正方形CDEF (C 、D 、E 、F 四个顶点按逆时针方向排列)可以绕点C 自由转动,且CD =,连接AF ,BD(1)求证:△BDC ≌△AFC ; (2)当正方形CDEF 有顶点在线段AB 上时,直接写出BD +AD 的值; (3)直接写出正方形CDEF 旋转过程中,BD +AD 的最小值.【解答】(1)证明:如图1中,∵四边形CDEF 是正方形,∴CF =CD ,∠DCF =∠ACB =90°,∴∠ACF =∠DCB ,∵AC =CB ,∴△FCA ≌△DCB (SAS ).(2)解:①如图2中,当点D ,E 在AB 边上时,∵AC =BC =2,∠ACB =90°,∴AB=2,∵CD⊥AB,∴AD=BD=,∴BD+AD=+1.②如图3中,当点E,F在边AB上时.BD=CF=,AD==,∴BD+AD=+.(3)如图4中.取AC的中点M.连接DM,BM.∵CD=,CM=1,CA=2,∴CD2=CM•CA,∴=,∵∠DCM=∠ACD,∴△DCM∽△ACD,∴==,∴DM=AD,∴BD+AD=BD+DM,∴当B,D,M共线时,BD+AD的值最小,最小值==.7. (1)如图1,在△ABC中,AB=AC,BD是AC边上的中线,请用尺规作图做出AB边上的中线CE,并证明BD=CE:(2)如图2,已知点P是边长为6的正方形ABCD内部一动点,PA=3,求PC+PD的最小值;(3)如图3,在矩形ABCD中,AB=18,BC=25,点M是矩形内部一动点,MA=15,当MC+MD最小时,画出点M的位置,并求出MC+MD的最小值.【解答】解:(1)如图1中,作线段AB的垂直平分线MN交AB于点E,连接EC.线段EC即为所求;∵AB=AC,AE=EC,AD=CD,∴AE=AD,∵AB=AC,∠A=∠A,AD=AE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=CE.(2)如图2中,在AD上截取AE,使得AE=.∵PA2=9,AE•AD=×6=9,∴PA2=AE•AD,∴=,∵∠PAE=∠DAP,∴△PAE∽△DAP,∴==,∴PE=PD,∴PC+PD=PC+PE,∵PC+PE≥EC,∴PC+PD的最小值为EC的长,在Rt△CDE中,∵∠CDE=90°,CD=6,DE=,∴EC==,∴PC+PD的最小值为.(3)如图3中,如图2中,在AD上截取AE,使得AE=9.∵MA2=225,AE•AD=9×25=225,∴MA2=AE•AE,∴=,∵∠MAE=∠DAM,∴△MAE∽△DAM,∴===,∴ME=MD,∴MC+MD=MC+ME,∵MC+ME≥EC,∴MC+MD的最小值为EC的长,在Rt△CDE中,∵∠CDE=90°,CD=18,DE=16,∴EC==2,∴MC+MD的最小值为2.。
阿氏圆问题
阿氏圆问题1.阿氏圆的定义已知平面上两点A、B,则所有符合PAPB=k(k>0且k≠1)的点P会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆.2.阿氏圆的应用在初中阶段,阿氏圆主要用于求系数不相同的线段和的最小值.求PC+kPD的最小值.3.解阿氏圆的基本方法构造子母相似△.4.解阿氏圆问题的一般步骤问题:求PC+kPD的最小值(1)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OPOD=m;(4)在OD上取点M,使得OMOP=m;(5)连接CM,与圆O的交点即为点P.5.阿氏圆问题的题型(1)两定点都在圆外:P A+k·PB,k<1(2)两定点都在圆内:P A+k·PB,k>1(3)一定点在圆外,一定点在圆内:m·P A+n·PB,m<1,n>1(4)隐圆问题.类型1:两定点在圆外:系数不变,构造子三角形【例题1】(1)如图,已知菱形ABCD的边长为4,∠B=60°,⊙B的半径为2,P为⊙B上一动点,则PD+12PC的最小值为___________.(提示:记BC与⊙B交于点E,取BE的中点F,则△PBF∽△CBP,∴PF=12PC,当D、P、F三点共线时,PD+PF有最小值)(2)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,CA=3,CB=4,⊙C的半径为2,点P是⊙C上一动点,则AP+12PB的最小值为___________.(提示:连接CP,在BC上取一点E,使得CE=12CP=1,则△EPC∽△PBC,∴PE=12PB,当A、E、P三点共线时,AP+PE(3)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⊙B上一动点,则P APC的最小值为____________..(提示:连接BP,取BC的中点E,则△EPB∽△PCB,∴PE PC,当E、P、A三点共线时,PA+PE)(4)如图,菱形ABCD边长为2,∠ABC=60°,⊙A的半径为3,BC与圆相切于点E,点P在⊙A上运动,则PBPD的最小值为____________..(提示:连接AP,作AF=34AD=32,则△AFP∽△APDPD=PF)(5)如图,已知点A (-3,0),B(0,3),C(1,0),若点P是⊙C上一动点,且⊙C与y轴相切,则1 4AP+BP的最小值为___________..(提示:连接CP,在OC上取一点E,使得CE=14CP=14,则△PEC∽△APC,∴PE=14P A,当B、P、C三点共线时,PE+BP(6)如图,若⊙OPOMO=2,∠POM=90°,点Q在⊙OPQ+QM的最小值为____________.(提示:作OE=15OP,则△QEO∽△PQOP Q=QE)DDxxPP【例题2】如图,已知正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,P为⊙B上一动点,则PD+12PC的最小值为___________,PD-12PC的最大值为____________.【答案】5;5.(提示:连接BP,记BC与⊙B交于点E,取BE的中点F,则△PBF∽△CBP,∴PF=1 2PC,当D、P、F三点共线时,PD+PF有最小值5;当D、P、F三点共线时,PD-PF有最大值5)类型2:两定点在圆外:系数化简【例题3】(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的最小值为___________.【答案】(提示:在AC上取一点E,使得CE=23CD=4,则△CED∽△CDA,∴ED=23AD,当E、D、B三点共线时,ED+BD有最小值(2)如图,在平面直角坐标系xOy中,半⊙O交x轴与点A、B(2,0)两点,AD、BC均为半⊙O的切线,AD=2,BC=7,若点P是半⊙O上的动点,则PD的最小值为___________.【答案】OD、OP,取OD的中点E,则△OPE∽△ODP,∴PEPD,当E、P、C三点共线时,PE+PC有最小值)CDDCB Bx(3)如图,已知菱形ABCD的边长为4,∠B=60°,⊙B的半径为2,P为⊙B+6PC的最小值为___________.【答案】.(提示:分别连接AC、BD交于点O,则BD=BP,在BD上取一点M,使得BMBP,则△PBM∽△DBP,∴PMPD,当C、P、M三点共线时,PM+PC有最小值)类型3:两定点在圆内:向外延长,构造母三角形【例题4】(1)如图,∠AOB=90°,OA=OB=1,圆OP是圆O上一动点,则P APB的最小值为___________..(提示:点在圆内,反向操作,延长OB至点C,使CO=2OB=2,则△OPB∽△OCP,∴P B=PC)(2)如图,已知扇形COD中,∠COD=90°,OC=6,OA=3,OB=5,点P是弧CD上一点,则2P A +PB的最小值为___________.【答案】13.(提示:点在圆内,反向操作,延长OC至点E,使CE=6,连接PE、OP,则△EOP∽△POA,∴PE=2P A,当E、P、B三点共线时,PE+PB有最小值13)DCC(3)如图,⊙O的半径为2,AB为直径,过AO的中点C作CD⊥AB交⊙O于点D,DE为⊙O的直径,点P为⊙O上一动点,则2PC+PE的最小值为____________.【答案】(提示:连接OP,延长OA至点F,使AF=OA,则△FOP∽△PCO,∴PF=2PC,当F、P、E三点共线时,PF+PE有最小值【例题5】如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=4,⊙C的半径为2,点D是⊙C上一动点,点E在CB上,CE=1,连接AD、DE,则12AD+2DE的最小值为___________.(提示:连接CD,在CA上取一点F,使CF=14CA=1,则△FDC∽△DAC,∴DF=12AD;∵CE=1,CB=4,∴△DCB∽△ECD,∴BD=2DE,当F、D、B三点共线时,DF+DB有最小值类型4:隐圆问题【例题6】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D为△ABC内一动点,且满足CD=2,则AD+23BD的最小值为____________.(提示:点D的运动轨迹为以C为圆心,2为半径的圆,在BC上取一点E,使得CE=2 3CD=43,则△ECD∽△BCD,∴DE=23BD,当E、D、A三点共线时,AD+DEBF BBBABCDDEDCBA【例题7】如图,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∠BP A =135°,则2PD+PC的最小值为____________.【答案】.(提示:连接AB,∵∠BP A=135°,AB=,∴点P的轨迹是以O为圆心,2为半径的圆,连接OP,在OA上取一点E,使得OE=12OA,则△POE∽△COP,∴PE=12PC,当D、P、E三点共线时,PD+PE有最小值xx。
初中数学阿氏圆最值模型归纳
几何模型:阿氏圆最值模型【模型来源】“阿氏圆”又称为“阿波罗尼斯圆”,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的轨迹构成的图形为圆.这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”.A BPO【模型建立】如图1 所示,⊙O 的半径为R,点A、B 都在⊙O 外,P为⊙O上一动点,已知R=25OB,连接PA、PB,则当“PA+25PB”的值最小时,P 点的位置如何确定?解决办法:如图2,在线段OB 上截取OC使OC=25R,则可说明△BPO与△PCO相似,则有25PB=PC。
故本题求“PA+25PB”的最小值可以转化为“PA+PC”的最小值,其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C 三点共线时,“PA+PC”值最小。
【技巧总结】计算PA k PB+的最小值时,利用两边成比例且夹角相等构造母子型相似三角形问题:在圆上找一点P使得PA k PB+的值最小,解决步骤具体如下:1.如图,将系数不为1的线段两端点与圆心相连即OP,OB2.计算出这两条线段的长度比OPkOB=3.在OB上取一点C,使得OCkOP=,即构造△POM∽△BOP,则PCkPB=,PC k PB=4.则=PA k PB PA PC AC++≥,当A、P、C三点共线时可得最小值典题探究启迪思维探究重点例题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__________.EABCDPMPDC BA【分析】这个问题最大的难点在于转化12PA,此处P点轨迹是圆,注意到圆C半径为2,CA=4,连接CP,构造包含线段AP的△CPA,在CA边上取点M使得CM=2,连接PM,可得△CPA∽△CMP,故PA:PM=2:1,即PM=12PA.问题转化为PM+PB≥BM最小值,故当B,P,M三点共线时得最小值,直接连BM即可得13.变式练习>>>1.如图1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圆C的半径为2,点P为圆上一动点,连接AP,BP,求①BPAP21+,②BPAP+2,③BPAP+31,④BPAP3+的最小值.[答案]:①=37,②=237,③=3372,④=237.例题2. 如图,点C 坐标为(2,5),点A 的坐标为(7,0),⊙C 的半径为10,点B 在⊙C 上一动点,AB OB 55的最小值为________.[答案]:5.变式练习>>>2.如图,在平面直角坐标系xoy 中,A(6,-1),M(4,4),以M 为圆心,22为半径画圆,O 为原点,P 是⊙M 上一动点,则PO+2PA 的最小值为________.[答案]:10.例题3. 如图,半圆的半径为1,AB为直径,AC、BD为切线,AC=1,BD=2,P为上一动点,求PC+PD 的最小值.【解答】解:如图当A、P、D共线时,PC+PD最小.理由:连接PB、CO,AD与CO交于点M,∵AB=BD=4,BD是切线,∴∠ABD=90°,∠BAD=∠D=45°,∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴∠P AB=∠PBA=45°,∴P A=PB,PO⊥AB,∵AC=PO=2,AC∥PO,∴四边形AOPC是平行四边形,∴OA=OP,∠AOP=90°,∴四边形AOPC是正方形,∴PM=PC,∴PC+PD=PM+PD=DM,∵DM⊥CO,∴此时PC+DP最小=AD﹣AM=2﹣=.变式练习>>>3.如图,四边形ABCD为边长为4的正方形,⊙B的半径为2,P是⊙B上一动点,则PD+PC的最小值为5;PD+4PC的最小值为10.【解答】解:①如图,连接PB、在BC上取一点E,使得BE=1.∵PB2=4,BE•BC=4,∴PB2=BE•BC,∴=,∵∠PBE=∠CBE,∴△PBE∽△CBE,∴==,∴PD+PC=PD+PE,∵PE+PD≤DE,在Rt△DCE中,DE==5,∴PD+PC的最小值为5.②连接DB ,PB ,在BD 上取一点E ,使得BE =,连接EC ,作EF ⊥BC 于F .∵PB 2=4,BE •BD =×4=4,∴BP 2=BE •BD ,∴=,∵∠PBE =∠PBD ,∴△PBE ∽△DBP , ∴==,∴PE =PD ,∴PD +4PC =4(PD +PC )=4(PE +PC ),∵PE +PC ≥EC ,在Rt △EFC 中,EF =,FC =,∴EC =,∴PD +4PC 的最小值为10.故答案为5,10.例题4. 如图,已知正方ABCD 的边长为6,圆B 的半径为3,点P 是圆B 上的一个动点,则12PD PC 的最大值为_______.AB CDP【分析】当P 点运动到BC 边上时,此时PC=3,根据题意要求构造12PC ,在BC 上取M 使得此时PM=32,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152. ABCD P MMPDCBAABCDPMMPDCBA变式练习>>>4.(1)如图1,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 +的最小值为,PD﹣的最大值为.(2)如图2,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+的最小值为,PD﹣的最大值为.图1 图2【解答】解:(1)如图3中,在BC上取一点G,使得BG=4.∵==,==,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG=.故答案为,(2)如图4中,在BC上取一点G,使得BG=1,作DF⊥BC于F.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG,在Rt△CDF中,∠DCF=60°,CD=4,∴DF=CD•sin60°=2,CF=2,在Rt△GDF中,DG==∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=.故答案为,.例题5. 如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线AB交于A(﹣4,﹣4),B(0,4)两点,直线AC:y=﹣12x﹣6交y轴于点C.点E是直线AB上的动点,过点E作EF⊥x轴交AC于点F,交抛物线于点G.(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)连接GB,EO,当四边形GEOB是平行四边形时,求点G的坐标;(3)①在y轴上存在一点H,连接EH,HF,当点E运动到什么位置时,以A,E,F,H为顶点的四边形是矩形?求出此时点E,H的坐标;②在①的前提下,以点E为圆心,EH长为半径作圆,点M为⊙E上一动点,求12AM+CM它的最小值.【解答】解:(1)∵点A(﹣4,﹣4),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,∴,∴,∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+4;(2)设直线AB的解析式为y=kx+n过点A,B,∴,∴,∴直线AB的解析式为y=2x+4,设E(m,2m+4),∴G(m,﹣m2﹣2m+4),∵四边形GEOB是平行四边形,∴EG=OB=4,∴﹣m2﹣2m+4﹣2m﹣4=4,∴m=﹣2,∴G(﹣2,4);(3)①如图1,由(2)知,直线AB的解析式为y=2x+4,∴设E(a,2a+4),∵直线AC:y=﹣12x﹣6,∴F(a,﹣12a﹣6),设H(0,p),∵以点A,E,F,H为顶点的四边形是矩形,∵直线AB的解析式为y=2x+4,直线AC:y=﹣12x﹣6,∴AB⊥AC,∴EF为对角线,∴12(﹣4+0)=12(a+a),12(﹣4+p)=12(2a+4﹣12a﹣6),∴a=﹣2,P=﹣1,∴E(﹣2,0).H(0,﹣1);②如图2,由①知,E(﹣2,0),H(0,﹣1),A(﹣4,﹣4),∴EH=5,AE=25,设AE交⊙E于G,取EG的中点P,∴PE=52,连接PC交⊙E于M,连接EM ,∴EM=EH=,∴525PEME==12,∵525MEAE==12,∴PE MEME AE==12,∵∠PEM=∠MEA,∴△PEM∽△MEA,∴PE MEME AE==12,∴PM=12AM,∴12AM+CM的最小值=PC,设点P(p,2p+4),∵E(﹣2,0),∴PE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2,∵PE=52,∴5(p+2)2=54,∴p=52-或p=﹣32(由于E(﹣2,0),所以舍去),∴P(52-,﹣1),∵C(0,﹣6),∴PC==552,即:12AM+CM=552.变式练习>>>5.如图1,抛物线y=ax2+(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C1,△AEN的周长为C2,若=,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+E′B的最小值.【解答】解:(1)令y=0,则ax2+(a+3)x+3=0,∴(x+1)(ax+3)=0,∴x=﹣1或﹣,∵抛物线y=ax2+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),∴﹣=4,∴a =﹣.∵A (4,0),B (0,3), 设直线AB 解析式为y =kx +b ,则,解得,∴直线AB 解析式为y =﹣x +3.(2)如图1中,∵PM ⊥AB ,PE ⊥OA ,∴∠PMN =∠AEN ,∵∠PNM =∠ANE ,∴△PNM ∽△ANE ,∴=,∵NE ∥OB ,∴=,∴AN =(4﹣m ),∵抛物线解析式为y =﹣x 2+x +3,∴PN =﹣m 2+m +3﹣(﹣m +3)=﹣m 2+3m ,∴=,解得m =2.(3)如图2中,在y 轴上 取一点M ′使得OM ′=,连接AM ′,在AM ′上取一点E ′使得OE ′=OE . ∵OE ′=2,OM ′•OB =×3=4, ∴OE ′2=OM ′•OB , ∴=,∵∠BOE ′=∠M ′OE ′,∴△M ′OE ′∽△E ′OB , ∴==,∴M ′E ′=BE ′,∴AE ′+BE ′=AE ′+E ′M ′=AM ′,此时AE ′+BE ′最小 (两点间线段最短,A 、M ′、E ′共线时), 最小值=AM ′==.达标检测 领悟提升 强化落实1. 如图,在RT △ABC 中,∠B=90°,AB=CB=2,以点B 为圆心作圆与AC 相切,圆C 的半径为2,点P 为圆B 上的一动点,求PC AP 22的最小值. [答案]:5.2. 如图,边长为4的正方形,内切圆记为⊙O,P是⊙O上一动点,则2PA+PB的最小值为________.[答案]:25.3. 如图,等边△ABC的边长为6,内切圆记为⊙O,P是⊙O上一动点,则2PB+PC的最小值为________.[答案]:37.4. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,CA=3,CB=4,C的半径为2,点P是C上的一动点,则12 AP PB的最小值为?5. 如图,在平面直角坐标系中,()2,0A ,()0,2B ,()4,0C ,()3,2D ,P 是△AOB 外部第一象限内的一动点,且∠BPA=135°,则2PD PC +的最小值是多少?[答案]426. 如图,Rt △ABC ,∠ACB =90°,AC =BC =2,以C 为顶点的正方形CDEF (C 、D 、E 、F 四个顶点按逆时针方向排列)可以绕点C 自由转动,且CD =,连接AF ,BD(1)求证:△BDC ≌△AFC ; (2)当正方形CDEF 有顶点在线段AB 上时,直接写出BD +AD 的值; (3)直接写出正方形CDEF 旋转过程中,BD +AD 的最小值.【解答】(1)证明:如图1中,∵四边形CDEF 是正方形,∴CF =CD ,∠DCF =∠ACB =90°,∴∠ACF =∠DCB ,∵AC =CB ,∴△FCA ≌△DCB (SAS ).(2)解:①如图2中,当点D ,E 在AB 边上时,∵AC =BC =2,∠ACB =90°,∴AB =2,∵CD ⊥AB ,∴AD =BD =,∴BD +AD =+1.②如图3中,当点E ,F 在边AB 上时.BD =CF =,AD ==,∴BD +AD =+.(3)如图4中.取AC 的中点M .连接DM ,BM .∵CD =,CM =1,CA =2,∴CD2=CM•CA,∴=,∵∠DCM=∠ACD,∴△DCM∽△ACD,∴==,∴DM=AD,∴BD+AD=BD+DM,∴当B,D,M共线时,BD+AD的值最小,最小值==.7. (1)如图1,在△ABC中,AB=AC,BD是AC边上的中线,请用尺规作图做出AB边上的中线CE,并证明BD=CE:(2)如图2,已知点P是边长为6的正方形ABCD内部一动点,P A=3,求PC+PD的最小值;(3)如图3,在矩形ABCD中,AB=18,BC=25,点M是矩形内部一动点,MA=15,当MC+MD 最小时,画出点M的位置,并求出MC+MD的最小值.【解答】解:(1)如图1中,作线段AB的垂直平分线MN交AB于点E,连接EC.线段EC即为所求;∵AB=AC,AE=EC,AD=CD,∴AE=AD,∵AB=AC,∠A=∠A,AD=AE,∴△BAD≌△CAE(SAS),∴BD=CE.(2)如图2中,在AD上截取AE,使得AE=.∵P A2=9,AE•AD=×6=9,∴P A2=AE•AD,∴=,∵∠P AE=∠DAP,∴△P AE∽△DAP,∴==,∴PE=PD,∴PC+PD=PC+PE,∵PC+PE≥EC,∴PC+PD的最小值为EC的长,在Rt△CDE中,∵∠CDE=90°,CD=6,DE=,∴EC==,∴PC+PD的最小值为.(3)如图3中,如图2中,在AD上截取AE,使得AE=9.∵MA2=225,AE•AD=9×25=225,∴MA2=AE•AE,∴=,∵∠MAE=∠DAM,∴△MAE∽△DAM,∴===,∴ME=MD,∴MC+MD=MC+ME,∵MC+ME≥EC,∴MC+MD的最小值为EC的长,在Rt△CDE中,∵∠CDE=90°,CD=18,DE=16,∴EC==2,∴MC+MD的最小值为2.。
阿氏圆经典例题
阿氏圆经典例题篇一:阿氏圆是指以点P为圆心,以距离点P为半径的圆的圆心角等于直角的圆。
下面是阿氏圆的经典例题:例题:一个直径为4的圆上,点P位于圆心,点Q在圆上某一点R处,已知点P、Q、R共线,求点R的坐标。
解:因为点P、Q、R共线,所以可以得出点P和点R、点Q和点R的共线。
假设点R的坐标为(x,y),则根据阿氏圆的定义,可以得出:圆心角POQ=直角因为点P、Q、R共线,所以点P和点Q的横坐标相等,纵坐标也相等,即P的横坐标为2,Q的纵坐标为2。
根据勾股定理,可以得出:x2+y2=42将x2+y2=42代入点R的坐标(x,y)中,可以得出:x2+2y2=42因为点R在直径4上,所以可以得出:x2+2y2=4因为点Q在圆上某一点R处,所以可以得出:x2+2y2=4-2y2将上述两个式子联立起来,可以得出:x2+y2=4x2+4y2+y2=4化简后可以得出:y2=0因此,点R的坐标为(0,0)。
拓展:阿氏圆的应用非常广泛,无论是在数学、物理、工程等领域,都需要应用到阿氏圆的知识。
下面列举一些阿氏圆的应用:1. 在物理学中,阿氏圆可以用来描述物体在运动过程中的位置和速度变化。
2. 在工程学中,阿氏圆可以用来描述机械零件的几何形状和尺寸,以及设计机械运动的平衡。
3. 在计算机科学中,阿氏圆可以用来描述图形的旋转和变换。
4. 在语言学中,阿氏圆可以用来描述语音的旋转和变化。
阿氏圆是一个非常重要的数学概念,不仅在数学领域有着广泛的应用,同时也有着广泛的应用前景。
篇二:阿氏圆是几何学中一个重要的概念,指的是以任意一点为圆心,任意一段圆弧为半径所构成的圆。
阿氏圆的经典例题包括以下两种:例题1:将一个半径为2的圆剪成两个相等的直角三角形和一个小圆弧,求小圆弧的长度。
解析:将圆剪成两个相等的直角三角形和一个小圆弧,可以看作是将圆沿着一条直角边切割成两个直角三角形,然后将小圆弧沿着另外一条直角边剪出来。
根据阿氏圆的定义,小圆弧的长度等于以圆心为起点,沿着直角三角形斜边的长度,即:L = r × s其中,L是小圆弧的长度,r是圆的半径,s是直角三角形的斜边长度。
阿氏圆问题归纳全新
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nm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PC+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OP 、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OM: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k1,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 为BD 的中点),若AC=4,BC=3,那么在旋转过程中,线段CM 长度的取值范围是___________.1.Rt △ABC 中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D 为△ABC 内一动点,满足CD=2,则AD+32BD 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+23PD 的最小值为________.3.如图,已知菱形ABCD 的边长为4,∠B=60°,圆B 的半径为2,P 为圆B 上一动点,则PD+21PC 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+21PD 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2PB+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PD+21PC 的最小值为______;2PD+4PC 的最小值为______.8.在平面直角坐标系xOy 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_______.9.在△ABC 中,AB=9,BC=8,∠ABC=60°,⊙A 的半径为6,P 是⊙A 上的动点,连接PB 、PC ,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EF+21FA 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PD-21PC 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+32PC 的最小值为______,PD-32PC 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+21PC 的最小值为______,PD-21PC 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+21BP 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21==CB CP CP CD ,又∵∠PCD=∠BCP ,∴△PCD ∽△BCP .∴21=BP PD , ∴PD=21BP ,∴AP+21BP=AP+PD . 请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+21BP 的最小值为________. (2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的情况下,31AP+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=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C1,△AEN 的周长为C2,若5621 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+32E ′B 的最小值.问题背景:如图1,在△ABC 中,BC=4,AB=2AC .问题初探:请写出任意一对满足条件的AB 与AC 的值:AB=_____,AC=_______. 问题再探:如图2,在AC 右侧作∠CAD=∠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.生活如意,事业高升。
阿氏圆问题解题方法和口诀
阿氏圆问题解题方法和口诀如下:
1、先判断是阿氏圆还是胡不归
方法是:如果动点在圆周或圆弧上运动,就是阿氏圆。
如果动点在固定直线上运动,就是胡不归。
2、判断三定一动点
三定指两个固定点A和B,以及圆心O。
一动是指点D。
—1—
3、判断构造点位置在哪一条固定线段上
方法是:用半径4分别除以两条固定线段OA和OB,看两个比值中哪一个等于PA+kPB 中的k值,说明构造点就在哪一条固定线段上。
如:4/OA=4/√21≠½,4/OB=4/8=½,所以构造点E就在固定线段OB上。
4、求构造线段的长度即确定了构造点的确切位置
方法是:利用公式半径²=构造点位置所在的固定线段OB×构造线段OE即4²=8×构造线段OE,即OE=2,2是指构造点E到圆心O的距离。
5、连接构造点E和另一个固定点A
所连线段AE与圆O的交点就是动点D的位置,该线段的长度就是所求AD+½BD的最小值。
求线段AE的方法是由勾股定理:AE=√(OE²+OA²)=√[2²+(√21)²]=5,即AD+½BD=5。
6、验证
把动点D和三个固定点A、B、O都连接起来,找到母子型相似三角形△OED∽△ODB 即可。
∵OE/OD=2/4=½,OD/OB=4/8=½,∴ED/DB=½,即ED=½BD,
∴AD+½BD=AD+ED=AE=5。
(A、D、E三点共线转化成两点之间线段最短)。
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阿氏圆模型问题归类及解法
阿氏圆模型问题归类及解法
阿氏圆模型问题是指一个几何图形上有n个点,这些点要求能被一个圆完全包含。
阿氏圆模型问题属于组合优化问题,即对每个点坐标的选择,以及圆的半径的选择,都是由多个变量决定的。
解法:
1. 暴力搜索法:将所有可能的组合都枚举出来,然后进行比较,选出最优解。
2. 动态规划法:通过分析每一步之间的关系,构建数学模型,依次求解每一步,最终求出最优解。
3. 穷举法:通过枚举所有可能性,对每一个可能性进行评价,选出最优解。
4. 模拟退火法:通过随机搜索,在不断降温的过程中,最终求出最优解。
5. 元谋法:通过建立多维参数空间,在该空间中寻找可行解,以求解最优解。
模型17 阿氏圆最值问题(解析版)
模型介绍背景故事:“阿氏圆”又称为“阿波罗尼斯圆”,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的轨迹构成的图形为圆.这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”.模型建立:当点P在一个以O为圆心,r为半径的圆上运动时,如图所示:易证:△BOP∽△POA,∴对于圆上任意一点P都有.对于任意一个圆,任意一个k的值,我们可以在任意一条直径所在直线上,在同侧适当的位置选取A、B点,则需+ 的最小值时,利用两边成比例且夹角相等构造母子型相似 【技巧总结】计算PA k PB三角形+ 的值最小,解决步骤具体如下:问题:在圆上找一点P使得PA k PB①如图,将系数不为1的线段两端点与圆心相连即OP,OB②计算出这两条线段的长度比OP k OB=③在OB 上取一点C ,使得OC k OP =,即构造△POM ∽△BOP ,则PC k PB=,PC k PB = ④则=PA k PB PA PC AC ++≥ ,当A 、P 、C 三点共线时可得最小值例题精讲【例1】.如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,CB =4,CA =6,⊙C 半径为2,P 为圆上一动点,连接AP ,BP ,则AP +BP 的最小值为________.解:如图1,连接CP ,在CB 上取点D ,使CD =1,则有==,又∵∠PCD =∠BCP ,∴△PCD ∽△BCP ,∴=,∴PD =BP ,∴AP +BP =AP +PD .要使AP +BP 最小,只要AP +PD 最小,当点A ,P ,D 在同一条直线时,AP +PD 最小,即:AP +BP 最小值为AD ,在Rt△ACD中,CD=1,AC=6,∴AD==,AP+BP的最小值为变式训练【变式1-1】.如图,正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,P为⊙B上的动点,则PD+PC 的最小值等于5.解:如图,在BC上截取BE=1,连接BP,PE,∵正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,∴BC=4=CD,BP=2,EC=3∵,且∠PBE=∠PBE∴△PBE∽△CBP∴∴PE=PC∴PD+PC=PD+PE∴当点D,点P,点E三点共线时,PD+PE有最小值,即PD+PC有最小值,∴PD+PC最小值为DE==5故答案为:5【变式1-2】.如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC=4,点E、F分别是边AB、AC的中点,点P是以A为圆心、以AE为半径的圆弧上的动点,则的最小值为.解:如图,在AB上截取AQ=1,连接AP,PQ,CQ,∵点E、F分别是边AB、AC的中点,点P是以A为圆心、以AE为半径的圆弧上的动点,∴,∵AP=2,AQ=1,∴,∵∠PAQ=∠BAP,∴△APQ∽△ABP,∴PQ=PB,∴PB+PC=PC+PQ≥CQ,在Rt△ACQ中,AC=4,AQ=1,∴QC===.,∴PB+PC的最小值.,故答案为:.【变式1-3】.如图,在直角坐标系中,以原点O为圆心作半径为4的圆交x轴正半轴于点A,点M的坐标为(6,3),点N的坐标为(8,0),点P在圆上运动.则PM+PN的最小值是5.解:如图,作MB⊥ON于B,则BM=3,OB=6,取OA的中点I,连接OP,PI,IM,∴OI=2,OP=4,∴==,==,∴,又∠POI是公共角,∴△POI∽△NOP,∴,∴PI=PN,∴PM+PN=PM+PI≥IM,∴当M、P(图中Q点)、I在一条直线上时,PM+PI最小=MI===5,故答案是5.【例2】.如图,在⊙O中,点A、点B在⊙O上,∠AOB=90°,OA=6,点C在OA上,且OC=2AC,点D是OB的中点,点M是劣弧AB上的动点,则CM+2DM的最小值为.解:延长OB到T,使得BT=OB,连接MT,CT.∵OM=6,OD=DB=3,OT=12,∴OM2=OD•OT,∴=,∵∠MOD=∠TOM,∴△MOD∽△TOM,∴==,∴MT=2DM,∵CM+2DM=CM+MT≥CT,又∵在Rt△OCT中,∠COT=90°,OC=4,OT=12,∴CT===4,∴CM+2DM≥4,∴CM+2DM的最小值为4,∴答案为4.变式训练【变式2-1】.⊙O半径为2,AB,DE为两条直线.作DC⊥AB于C,且C为AO中点,P 为圆上一个动点.求2PC+PE的最小值.解:延长OA到K,使AK=AO=2.∵C是AO的中点,∴OC=OA=1,∴=.又∵∠COP=∠POK,∴△COP∽△POK,∴,即PK=2PC.∴2PC+PE=PE+PK≥EK.作EH⊥BC于点H.∵在直角△COD中,cos∠DOC=,∴∠DOC=60°,∴∠EOH=∠DOC=60°,∴HE=OE•sin60°=2×,∴EK=.即最小值是2.故答案是:2.【变式2-2】.如图,在扇形OCD中,∠COD=90°,OC=3,点A在OD上,AD=1,点B为OC的中点,点E是弧CD上的动点,则AE+2EB的最小值是2.解:如图,延长OC至F,使得CF=OC=3.连接EF,OE,∵∠EOB为公共角∴△OBE∽△OEF∴∴2BE=EF∴AE+2BE=AE+EF即A、E、F三点共线时取得最小值即由勾股定理得AF==故答案为【变式2-3】.如图,等边△ABC的边长6,内切圆记为⊙O,P是⊙O上一动点,则2PB+PC的最小值为3.解:如图,连接OC交⊙O于点D,取OD的中点F,作OE⊥BC于E,FG⊥BC于G,∴==,∵∠FOP=∠POC,∴△OPF∽△OCP,∴CP=2PF,∴2PB+PC=2(PC+PB)=2(PB+PF),∵PB+PF≥BF,∴PB+PF的最小值为BF,∵BC=6,∠OCE=30°,∴CE=3,OE=,OC=2,∴CF=,∴GF=,CG=,∴BG=BC﹣CG=,由勾股定理得,BF=,∴2PB+PC的最小值为2BF=3.故答案为:3.1.如图,边长为4的正方形,内切圆记为圆O,P为圆O上一动点,则PA+PB的最小值为2.解:设⊙O半径为r,OP=r=BC=2,OB=r=2,取OB的中点I,连接PI,∴OI=IB=,∵,,∴,∠O是公共角,∴△BOP∽△POI,∴,∴PI=PB,∴AP+PB=AP+PI,∴当A、P、I在一条直线上时,AP+PB最小,作IE⊥AB于E,∵∠ABO=45°,∴IE=BE=BI=1,∴AE=AB﹣BE=3,∴AI==,∴AP+PB最小值=AI=,∵PA+PB=(PA+PB),∴PA+PB的最小值是AI==2.故答案是2.2.如图,扇形AOB中,∠AOB=90°,OA=6,C是OA的中点,D是OB上一点,OD=5,P是上一动点,则PC+PD的最小值为.解:如图,延长OA使AE=OB,连接EC,EP,OP,∵AO=OB=6,C分别是OA的中点,∴OE=12,OP=6,OC=AC=3,∴==,且∠COP=∠EOP∴△OPE∽△OCP∴==,∴EP=2PC,∴PC+PD=(2PC+PD)=(PD+PE),∴当点E,点P,点D三点共线时,PC+PD的值最小,∵DE===13,∴PD+PE≥DE=13,∴PD+PE的最小值为13,∴PC+PD的值最小值为.故答案为:.3.如图,半圆的半径为1,AB为直径,AC、BD为切线,AC=1,BD=2,P为弧AB上一动点,则PC+PD的最小值为.解:∵AC是⊙O的切线,∴∠OAC=90°,∴OC==,取OC的中点I,连接PI,DI,∵,,∴,又∠O是公共角,∴△POI∽△COP,∴==,∴PI=PC,∴PC+PD=PI+PD,∴当D、P、I在一条直线上时,PC+PD最小=DI,作IF⊥AB于F,IE⊥BD于E,∵BE=IF=AC=,∴DE=BD﹣BE=,IE=BF=OB+OF=,∴DI==,∴PC+PD最小=DI=.故答案是:.4.在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=8,OB=10,以O为圆心,4为半径作圆O,交两边于点C,D,P为劣弧CD上一动点,则PA+PB最小值为2.解:如图,连接OP,取OC的中点E,∵,∠POE=∠AOP,∴△POE∽△AOP,∴=,∴PA+PB=PE+PB,∵PE+PB≥BE,∴当B、P、E共线时,PE+PB最小,∵OE=OC=2,OB=10,∴BE===2,∴PA+PB的最小值是2.5.如图,在边长为6的正方形ABCD中,M为AB上一点,且BM=2,N为边BC上一动点,连接MN,点B关于MN对称,对应点为P,连接PA,PC,则PA+2PC的最小值为6.解:∵B、P关于MN对称,BM=2,∴PM=2,如图所示,则点P在以M为圆心,BM为半径的圆上,在线段MA上取一个点E,使得ME=1,又∵MA=6﹣2=4,MP=2,∴,,∴,又∵∠EMP=∠PMA,∴△EMP∽△PMA,∴,∴,∴PA+2PC=2()=2(PC+PE)≥2CE,如图所示,当且仅当P、C、E三点共线时取得最小值2CE,∵CE=,∴PA+2PC的最小值为6.6.如图,矩形ABCD中,AB=2,AD=4,M点是BC的中点,A为圆心,AB为半径的圆交AD于点E.点P在上运动,则PM+DP的最小值为.解:取AE的中点K,连接PK,KM,作KH⊥BC于H,则四边形ABHK是矩形.可得AK=BH=1,HK=AB=2.∵AP=2,AK=1,AD=4,∴PA2=AK•AD,∴=,∵∠KAP=∠PAD,∴△PAK∽△DAP,∴==,∴PK=PD,∴PM+PD=PM+PK,∵PM+PK≥KM,KM==,∴PM+PK≥,∴PM+DP的最小值为,故答案为.7.如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=3,AC=4,D为AC的中点,以A为圆心,AD为半径作OA交AB于点E,P为劣弧DE上一动点,连接PB、PC,则PC+PB的最小值为.解:在AB上取F,使AF=,连接CF与⊙A的交点即是满足条件的点P,连接AP,如图:∵AD=AC=2,∴AP=AD=2,∵AB=3,AF=,∴AP2=AF•AB,∵∠PAB=∠FAP,∴△PAB∽△FAP,∴==,∴PF=PB,∴PC+PB=PC+PF=CF,根据两点之间线段最短,此时PC+PB=CF最小,∴PC+PB最小值为CF===,故答案为:.8.如图,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4.解:如图,取一点T(1,0),连接OP,PT,TD,∵A(2,0)、B(0,2)、C(4,0),∴OA=OB=2,OC=4,以O为圆心OA为半径作⊙O,在优弧AB上取一点Q,连接QB,QA,∵∠Q=AOB=45°,∠APB=135°,∴∠Q+∠APB=180°,∴A、P、B、Q四点共圆,∴OP=OA=2,∵OP=2,OT=1,OC=4,∴OP2=OC•OT,∴,∵∠POT=∠POC,∴△POT∽△POC,∴,∴PT=,∴2PD+PC=2(PD+PC)=2(PD+PT),∵PD+PT≥DT,DT==2,∴2PD+PC,∴2PD+PC的最小值是4.故答案为:4.9.如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=3,OB=2,⊙O的半径为1,M为⊙O上一动点,求AM+BM的最小值.解:如图,连接OM,在OB上取点C,使OC=,连接MC,AC,∵OB=2,⊙O的半径为1,∴,∵∠MOC=∠COM,∴△OMC∽△OBM,∴,∴MC=,∴AM+BM=AM+MC,∴AM+BM的最小值即为AM+MC的最小值,∴A、M、C三点共线时,AM+MC最小,在Rt△AOC中,由勾股定理得:AC=.∴AM+BM的最小值为.10.问题提出:如图1,在等边△ABC中,AB=12,⊙C半径为6,P为圆上一动点,连接AP,BP,求AP+BP的最小值.(12,连接CP,在CB 上取点D,使CD=3,则有==,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴=,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+BP的最小值为3.(2)自主探索:如图3,矩形ABCD中,BC=7,AB=9,P为矩形内部一点,且PB=3,AP+PC的最小值为5.(3)拓展延伸:如图4,扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,点P是上一点,求2PA+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.解:(1)解:(1)如图1,连接AD,过点A作AF⊥CB于点F,∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,∴AP+AD最小,当点A,P,D在同一条直线时,AP+AD最小,即:AP+BP最小值为AD,∵AC=12,AF⊥BC,∠ACB=60°,∴CF=6,AF=6,∴DF=CF﹣CD=6﹣3=3,∴AD==3,∴AP+BP的最小值为3;(2)如图,在AB上截取BF=1,连接PF,PC,∵AB=9,PB=3,BF=1,∴,且∠ABP=∠ABP,∴△ABP∽△PBF,∴,∴PF=AP,∴AP+PC=PF+PC,∴当点F,点P,点C三点共线时,AP+PC的值最小,∴CF===5,∴AP+PC的值最小值为5;(3)如图,延长OC,使CF=4,连接BF,OP,PF,过点F作FM⊥OD于点M,∵OC=4,FC=4,∴FO=8,且OP=4,OA=2,∴,且∠AOP=∠AOP,∴△AOP∽△POF,∴,∴PF=2AP,∴2PA+PB=PF+PB,∴当点F,点P,点B三点共线时,2AP+PB的值最小,∵∠COD=120°,∴∠FOM=60°,且FO=8,FM⊥OM,∴OM=4,FM=4,∴MB=OM+OB=4+3=7,∴FB==,∴2PA+PB的最小值为.11.(1)如图1,已知正方形ABCD的边长为6,圆B的半径为3,点P是圆B上的一个动点,则PD+PC的最小值为,PD﹣PC的最大值为.(2)如图2,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,求PD+PC的最小值,以及PD﹣PC的最大值.解:(1)如图1,在BC上截取BE=,∴,∵∠PBE=∠PBC,∴△PBE∽△CBP,∴,∴PE=PC,∴PD+PC=PD+PE≥DE,PD﹣PC=PD﹣PE≤DE,∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°,∴DE===,∴PD+PC的最小值为:,此时点P在P′处,PD﹣PC的最大值为:,此时点P在P″处,故答案为:,;(2)如图2,在BC上截取BE=1,作DF⊥BC交BC的延长线于F,∴,∵∠PBE=∠PBC,∴△PBE∽△CBP,∴,∴PE=PC,∴PD+PC=PD+PE≥DE,PD﹣PC=PD﹣PE≤DE,在Rt△DCF中,∠DCF=∠ABC=60°,CD=4,∴CF=4•cos60°=2,DF=4•sin60°=2,在Rt△DEF中,DF=2,EF=CE+CF=3+2=5,∴DE==,∴PD+PC的最小值为:,此时点P在P′处PD﹣PC的最大值为:,此时点P在P″处12.阅读以下材料,并按要求完成相应的任务.已知平面上两点A、B,则所有符合=k(k>0且k≠1)的点P会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆.阿氏圆基本解法:构造三角形相似.【问题】如图1,在平面直角坐标系中,在x轴,y轴上分别有点C(m,0),D(0,n),点P是平面内一动点,且OP=r,设=k,求PC+kPD的最小值.阿氏圆的关键解题步骤:第一步:如图1,在OD上取点M,使得OM:OP=OP:OD=k;第二步:证明kPD=PM;第三步:连接CM,此时CM即为所求的最小值.解:在OD上取点M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.任务:(1)将以上解答过程补充完整.(2)如图2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D为△ABC内一动点,满足CD=2,利用(1)中的结论,请直接写出AD+BD的最小值.解(1)在OD上取点M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.∴MP:PD=k,∴MP=kPD,∴PC+kPD=PC+MP,当PC+kPD取最小值时,PC+MP有最小值,即C,P,M三点共线时有最小值,利用勾股定理得.(2)∵AC=m=4,=,在CB上取一点M,使得CM=CD=,∴的最小值为.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+的最小值和PD﹣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+的最小值为,PD﹣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+的最小值为,PD﹣的最大值为.解:(1)如图1中,在BC上取一点G,使得BG=1.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==5.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=5.(2)如图3中,在BC上取一点G,使得BG=4.∵==,==,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG==.∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大,最大值为DG=.故答案为,(3)如图4中,在BC上取一点G,使得BG=1,作DF⊥BC于F.∵==2,==2,∴=,∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∴PD+PC=DP+PG,∵DP+PG≥DG,∴当D、G、P共线时,PD+PC的值最小,最小值为DG,在Rt△CDF中,∠DCF=60°,CD=4,∴DF=CD•sin60°=2,CF=2,在Rt△GDF中,DG==∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,当点P在DG的延长线上时,PD﹣PC的值最大(如图2中),最大值为DG=.故答案为,.14.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线AB交于A(﹣4,﹣4),B(0,4)两点,直线AC:y=﹣x﹣6交y轴于点C.点E是直线AB上的动点,过点E作EF⊥x轴交AC于点F,交抛物线于点G.(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;(2)连接GB,EO,当四边形GEOB是平行四边形时,求点G的坐标;(3)①在y轴上存在一点H,连接EH,HF,当点E运动到什么位置时,以A,E,F,H为顶点的四边形是矩形?求出此时点E,H的坐标;②在①的前提下,以点E为圆心,EH长为半径作圆,点M为⊙E上一动点,求AM+CM它的最小值.解:(1)∵点A(﹣4,﹣4),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,∴,∴,∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+4;(2)设直线AB的解析式为y=kx+n过点A,B,∴,∴,∴直线AB的解析式为y=2x+4,设E(m,2m+4),∴G(m,﹣m2﹣2m+4),∵四边形GEOB是平行四边形,∴EG=OB=4,∴﹣m2﹣2m+4﹣2m﹣4=4,∴m=﹣2∴G(﹣2,4).(3)①如图1,由(2)知,直线AB的解析式为y=2x+4,∴设E(a,2a+4),∵直线AC:y=﹣x﹣6,∴F(a,﹣a﹣6),设H(0,p),∵以点A,E,F,H为顶点的四边形是矩形,∵直线AB的解析式为y=2x+4,直线AC:y=﹣x﹣6,∴AB⊥AC,∴EF为对角线,∴EF与AH互相平分,∴(﹣4+0)=(a+a),(﹣4+p)=(2a+4﹣a﹣6),∴a=﹣2,P=﹣1,∴E(﹣2,0).H(0,﹣1);②如图2,由①知,E(﹣2,0),H(0,﹣1),A(﹣4,﹣4),∴EH=,AE=2,设AE交⊙E于G,取EG的中点P,∴PE=,连接PC交⊙E于M,连接EM,∴EM=EH=,∴=,∵=,∴=,∵∠PEM=∠MEA,∴△PEM∽△MEA,∴,∴PM=AM,∴AM+CM的最小值=PC,设点P(p,2p+4),∵E(﹣2,0),∴PE2=(p+2)2+(2p+4)2=5(p+2)2,∵PE=,∴5(p+2)2=,∴p=﹣或p=﹣(由于E(﹣2,0),所以舍去),∴P(﹣,﹣1),∴PC==,即:AM+CM的最小值为.15.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点C(2,﹣3),且与x轴交于原点及点B (8,0).(1)求二次函数的表达式;(2)求顶点A的坐标及直线AB的表达式;(3)判断△ABO的形状,试说明理由;(4)若点P为⊙O上的动点,且⊙O的半径为2,一动点E从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿线段AP匀速运动到点P,再以每秒1个单位长度的速度沿线段PB 匀速运动到点B后停止运动,求点E的运动时间t的最小值.解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过C(2,﹣3),且与x轴交于原点∴c=0,二次函数表达式可设为:y=ax2+bx(a≠0),将C(2,﹣3),B(8,0)代入y=ax2+bx得:,解得:,∴二次函数的表达式为;(2)∵=(x﹣4)2﹣4,∴抛物线的顶点A(4,﹣4),设直线AB的函数表达式为y=kx+m,将A(4,﹣4),B(8,0)代入,得:,解得:,∴直线AB的函数表达式为y=x﹣8;(3)△ABO是等腰直角三角形.方法1:如图1,过点A作AF⊥OB于点F,则F(4,0),∴∠AFO=∠AFB=90°,OF=BF=AF=4,∴△AFO、△AFB∴OA=AB=4,∠OAF=∠BAF=45°,∴∠OAB=90°,∴△ABO是等腰直角三角形.方法2:∵△ABO的三个顶点分别是O(0,0),A(4,﹣4),B(8,0),∴OB=8,OA===,AB===,且满足OB2=OA2+AB2,∴△ABO是等腰直角三角形;(4)如图2,以O为圆心,2为半径作圆,则点P在圆周上,依题意知:动点E的运动时间为t=AP+PB,在OA上取点D,使OD=,连接PD,则在△APO和△PDO中,满足:==2,∠AOP=∠POD,∴△APO∽△PDO,∴==2,从而得:PD=AP,∴t=AP+PB=PD+PB,∴当B、P、D三点共线时,PD+PB取得最小值,过点D作DG⊥OB于点G,由于,且△ABO为等腰直角三角形,则有DG=1,∠DOG=45°∴动点E的运动时间t的最小值为:t=DB===5.。
(完整版)阿氏圆问题归纳
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PC+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OP 、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OM: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.习题【旋转隐圆】如图,在Rt △ABC 中,∠ACB=90°,D 为AC 的中点,M 为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 为BD 的中点),若AC=4,BC=3,那么在旋转过程中,线段CM 长度的取值范围是___________.1.Rt △ABC 中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,点D 为△ABC 内一动点,满足CD=2,则AD+32BD 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+23PD 的最小值为________.3.如图,已知菱形ABCD 的边长为4,∠B=60°,圆B 的半径为2,P 为圆B 上一动点,则PD+1PC 的最小值为_________.6.如图,边长为47.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PD+21PC 的最小值为______;2PD+4PC 的最小值为______.8.在平面直角坐标系xOy 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_______.9.在△ABC 中,AB=9,BC=8,∠ABC=60°,⊙A 的半径为6,P 是⊙A 上的动点,连接PB 、PC ,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EF+21FA 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PD-21PC 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+32PC 的最小值为______,PD-32PC 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+21PC 的最小值为______,PD-21PC 的最大值为________.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=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C1,△AEN 的周长为C2,若5621=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+32E ′B 的最小值.问题背景:如图1,在△ABC中,BC=4,AB=2AC.问题初探:请写出任意一对满足条件的AB与AC的值:AB=_____,AC=_______.问题再探:如图2,在AC右侧作∠CAD=∠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=2 AB,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.。
初中数学最值系列之阿氏圆问题
最值系列之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.下给出证明法一:首先了解两个定理(1)角平分线定理:如图,在△ABC 中,AD 是∠BAC 的角平分线,则AB DBAC DC=. FEDCBA证明:ABD ACDS BD SCD =,ABD ACDS AB DE AB SAC DF AC ⨯==⨯,即AB DBAC 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 DBAC DC=. ABCDE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 AB DE AE =,即AB DBAC DC=.接下来开始证明步骤: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,MA PAk MB PB==,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 PAk NB PB==,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.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:()()()()()()22222222222222222122102201x m y k x m k y kx y m k m x k m m k mx y x m k ++=-+-+-++-=++-+=-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.那么这个玩意和最值有什么关系呢?且来先看个例子: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__________.EABC DP【分析】这个问题最大的难点在于转化12PA ,此处P 点轨迹是圆,故转化方法与之前有所不同,如下,提供两种思路.法一:构造相似三角形注意到圆C 半径为2,CA=4,连接CP ,构造包含线段AP 的△CPA ,在CA 边上取点M 使得CM=2,连接PM ,可得△CPA ∽△CMP ,故PA :PM=2:1,即PM=12PA .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,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.【小结】此类问题都是构造好的图形搭配恰当的比例,构造相似转化线段即可解决.法二:阿氏圆模型对比一下这个题目的条件,P 点轨迹是圆,A 是定点,我们需要找出另一个定点M 使得PM:PA=1:2,这不就是把“阿氏圆”的条件与结论互换了一下嘛!已知PA 、圆确定PB已知PA 、PB 之比确定圆而且这种问题里,给定的圆的位置、定点A 的位置、线段的比例等,往往都是搭配好的!P 点轨迹圆的圆心C 点和A 点在直线AC 上,故所求M 点在AC 边上,考虑到PM :PA=1:2,不妨让P 点与D 点重合,此时DM=12DA =1,即可确定M 点位置.如果对这个结果不是很放心,不妨再取个特殊的位置检验一下,如下图,此时PM=3,PA=6,亦满足PM:PA=1:2.【小结】法二其实是开了上帝视角,在已知其是阿氏圆的前提下,通过特殊点找出所求M 点位置,虽不够严谨,却很实用.【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 .ABCD【分析】首先对问题作变式2AD+3BD=233AD BD ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故求23AD BD +最小值即可.考虑到D 点轨迹是圆,A 是定点,且要求构造23AD ,条件已经足够明显.当D 点运动到AC 边时,DA=3,此时在线段CD 上取点M 使得DM=2,则在点D 运动过程中,始终存在23DM DA =.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_______.AB 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.。
最值系列之阿氏圆问题
最值系列之阿氏圆问题所谓“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.下给出证明法一:首先了解两个定理(1)角平分线定理:如图,在△ABC 中,AD 是∠BAC 的角平分线,则AB DBAC DC=. FEDCBA证明:ABD ACDS BD SCD =,ABD ACDS AB DE AB SAC DF AC ⨯==⨯,即AB DBAC 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 DBAC DC=. ABCDE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 AB DE AE =,即AB DBAC DC=.接下来开始证明步骤: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,MA PAk MB PB==,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 PAk NB PB==,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.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:()()()()()()22222222222222222122102201x m y k x m k y kx y m k m x k m m k m x y x m k ++=-+-+-++-=++-+=-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. 那么这个玩意和最值有什么关系呢?且来先看个例子: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__________.EABC DP【分析】这个问题最大的难点在于转化12PA ,此处P 点轨迹是圆,故转化方法与之前有所不同,如下,提供两种思路.法一:构造相似三角形注意到圆C 半径为2,CA=4,连接CP ,构造包含线段AP 的△CPA ,在CA 边上取点M 使得CM=2,连接PM ,可得△CPA ∽△CMP ,故PA :PM=2:1,即PM=12PA .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,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.【小结】此类问题都是构造好的图形搭配恰当的比例,构造相似转化线段即可解决.法二:阿氏圆模型对比一下这个题目的条件,P 点轨迹是圆,A 是定点,我们需要找出另一个定点M 使得PM:PA=1:2,这不就是把“阿氏圆”的条件与结论互换了一下嘛!已知PA 、圆确定PB已知PA 、PB 之比确定圆而且这种问题里,给定的圆的位置、定点A 的位置、线段的比例等,往往都是搭配好的!P 点轨迹圆的圆心C 点和A 点在直线AC 上,故所求M 点在AC 边上,考虑到PM :PA=1:2,不妨让P点与D 点重合,此时DM=12DA =1,即可确定M 点位置.如果对这个结果不是很放心,不妨再取个特殊的位置检验一下,如下图,此时PM=3,PA=6,亦满足PM:PA=1:2.【小结】法二其实是开了上帝视角,在已知其是阿氏圆的前提下,通过特殊点找出所求M 点位置,虽不够严谨,却很实用.【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 .ABCD【分析】首先对问题作变式2AD+3BD=233AD BD ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故求23AD BD +最小值即可.考虑到D 点轨迹是圆,A 是定点,且要求构造23AD ,条件已经足够明显.当D 点运动到AC 边时,DA=3,此时在线段CD 上取点M 使得DM=2,则在点D 运动过程中,始终存在23DM DA =.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_______.AB 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.。
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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.。