第11讲阿氏圆最值模型(解析版) 2020年中考数学几何模型能力提升篇(全国通用)
中考数学常见几何模型专题11 最值模型-阿氏圆问题(解析版)
专题11 最值模型-阿氏圆问题最值问题在中考数学常以压轴题的形式考查，“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”，主要考查转化与化归等的数学思想。
在各类考试中都以高档题为主，中考说明中曾多处涉及。
本专题就最值模型中的阿氏圆问题进行梳理及对应试题分析，方便掌握。
【模型背景】已知平面上两点A、B，则所有满足PA=k·PB（k≠1）的点P的轨迹是一个圆，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”。
【模型解读】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=k·OB，连接PA、PB，则当“PA+k·PB”的值最小时，P点的位置如何确定？如图2，在线段OB上截取OC使OC=k·r，则可说明△BPO与△PCO相似，即k·PB=PC。
故本题求“PA+k·PB”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。
如图3所示：注意区分胡不归模型和阿氏圆模型：在前面的“胡不归”问题中，我们见识了“k·P A+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．【最值原理】两点之间线段最短及垂线段最短解题。
例1．（2022·安徽·九年级期末）如图，在Rt△ABC中，△ACB＝90°，CB＝7，AC＝9，以C为圆心、3为半径作△C，P为△C上一动点，连接AP、BP，则13AP＋BP的最小值为（）A．7B．C．4D．PC CM例2．（2020·广西中考真题）如图，在Rt中，AB＝AC＝4，点E，F分别是AB，AC的中点，点P 是扇形AEF的上任意一点，连接BP，CP，则BP+CP的最小值是_____．．【分析】在AB上取一点T，使得AT＝1，连接PT，P A，CT．证明，推出＝＝，推出PT＝PB，推出PB+CP＝CP+PT，根据PC+PT≥TC，求出CT即可解决问题．【详解】解：在AB上取一点T，使得AT＝1，连接PT，P A，CT．ABCEF12PAT BAP∽PTPBAPAB12 1212∵P A ＝2．AT ＝1，AB ＝4，∵P A 2＝AT •AB ，∵＝， ∵∵P AT ＝∵P AB ，∵，∵＝＝，∵PT ＝PB ，∵PB +CP ＝CP +PT ，∵PC +PT ≥TC ，在Rt 中，∵∵CAT ＝90°，AT ＝1，AC ＝4， ∵CT，∵PB +PC，∵PB +PC．【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质，三角形相似的判定与性质，勾股定理的应用，三角形的三边关系，圆的基本性质，掌握以上知识是解题的关键．例3．（2022·四川成都·模拟预测）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_______．23BM BP =4=PA ATABPA PAT BAP ∽PT PB AP AB 121212ACT 1212PBM ∠=2PC BP 22四边形Rt CDM 中，【点睛】本题考查了圆的性质，相似三角形的性质与判定，勾股定理，构造例4．（2022·浙江·舟山九年级期末）如图，矩形ABCD 中，4,2AB AD ==，以B 为圆心，以BC 为半径画圆交边AB 于点E ，点P 是弧CE 上的一个动点，连结,PD PA ，则12AP DP +的最小值为（ ）A B C D ，通过两组对应边成比例且夹角相等，证明BPG BAP ，得的长得到最小值．△BPG BAP ，△DP ，当P 、D 、G 4913=+=．故选：1例5．（2022·广东·广州市第二中学九年级阶段练习）如图，在平面直角坐标系中，A (2，0)，B (0，2)，C (4，0)，D (5，3)，点P 是第一象限内一动点，且135APB ∠=︒，则4PD +2PC 的最小值为_______．为半径作O ，在优弧135APB =︒OP OA =，△2OP OC OT =，△OP OC1PT OP1例6．（2021·浙江金华·一模）问题提出：如图1，在等边△ABC中，AB＝9，△C半径为3，P为圆上一动点，连结AP，BP，求AP+13BP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，通过构造一对相似三角形，将13BP转化为某一条线段长，具体方法如下：(请把下面的过程填写完整)如图2，连结CP，在CB上取点D，使CD＝1，则有13== CD CP CP CB又△△PCD＝△△△△△13=PDBP△PD＝13BP△AP+13BP＝AP+PD△当A，P，D三点共线时，AP+PD取到最小值请你完成余下的思考，并直接写出答案：AP+13BP的最小值为．(2)自主探索：如图3，矩形ABCD中，BC＝6，AB＝8，P为矩形内部一点，且PB＝4，则12AP+PC的最小值为．(请在图3中添加相应的辅助线)(3)拓展延伸：如图4，在扇形COD中，O为圆心，△COD＝120°，OC＝4．OA＝2，OB＝3，点P是CD上一点，求2P A+PB的最小值，画出示意图并写出求解过程．证明：PB=2PQ；（2）结论运用：如图2，已知正方形ABCD的边长为4，△A的半径为2，点P是△A上的一个动点，求2PC+PB的最小值；（3）拓展推广：如图3，已知菱形ABCD的边长为4，△A=60°，△A的半径为2，点P是△A上的一个动点，求2PC−PB的最大值．例8．（2022·江苏·苏州九年级阶段练习）阅读以下材料，并按要求完成相应的任务.已知平面上两点AB 、，则所有符合0(PAk k PB=>且1)k ≠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，在平面直角坐标中，在x 轴，y 轴上分别有点()(),0,0,C m D n ，点P 是平面内一动点，且OP r =，设OPk OD=，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. 下面是该题的解答过程(部分)：解：在OD 上取点M ，使得::OM OP OP OD k ==， 又,POD MOP POMDOP ∠=∠∴.任务：()1将以上解答过程补充完整.()2如图2，在Rt ABC 中，90,4,3,ACB AC BC D ∠=︒==为ABC 内一动点，满足2CD=，利用()1中的结论，请直接写出23AD BD+的最小值.提示：AC m=【点睛】此题主要考查了新定义的理解与应用，快速准确的掌握新定义并能举一反三是解题的关键课后专项训练1．（2022·福建南平九年级期中）如图，在Rt△ABC中，△ACB＝90°，CB＝7，AC＝9，以C为圆心、3为半径作△C，P为△C上一动点，连接AP、BP，则13AP+BP的最小值为（）A．B．C．D．△PCE△△BP，当B1=△EB=2．（2022·江苏·无锡市九年级期中）如图，△O与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N，△O半径为3，点A（0，1），点B（2，0），点P在弧MN上移动，连接P A，PB，则3P A+PB的最小值为___．3．（2022·陕西·三模）如图，在四边形ABCD 中， AB =260AC BAC ACD =∠=∠=︒，，设•AD k BD =，则k 的最小值为 ___________．1##1-【分析】如图，过点C 作CJ AB ⊥于点J ，过点B 作BM DC ⊥交DC 的延长线于点M ，在AB 的上方构造Rt ABE △，使得ABE MBD ∽，取BE 的中点F ，连接AF DF ，．由ABE MBD ∽，推出，使得ABE MBD ∽，取Rt ACJ 中，BM CD CJ ⊥，△ABE MBD ∽，△BE DB EF FB =，△12AF =4．（2022·湖北武汉·模拟预测）【新知探究】新定义：平面内两定点A, B ，所有满足PAPB=k ( k 为定值)的P点形成的图形是圆，我们把这种圆称之为“阿氏圆”，【问题解决】如图，在△ABC 中，CB = 4 ，AB= 2AC ，则△ABC 面积的最大值为_____．3333【点睛】此题考查的是相似三角形的判定及性质、确定点的运动轨迹和求三角形的面积，掌握相似三角形的判定及性质、圆的定义和三角形的面积公式是解决此题的关键．5．（2022·浙江·九年级期中）如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，D、E分别是边BC、AC上的两个动点，且DE＝4，P是DE的中点，连接P A，PB，则P A+PB的最小值为．【解答】解：如图，在CB上取一点F，使得CF＝，连接PF，AF．∵∠DCE＝90°，DE＝4，DP＝PE，∴PC＝DE＝2，∵＝，＝，∴＝，∵∠PCF＝∠BCP，∴△PCF∽△BCP，∴＝＝，∴PF＝PB，∴P A+PB＝P A+PF，∵P A+PF≥AF，AF＝＝＝，∴P A+PB≥，∴P A+PB的最小值为，故答案为．6．（2022·江苏·苏州九年级阶段练习）如图，正方形ABCD的边长为4，点E为边AD上一个动点，点F在CG的最小值为_____．边CD上，且线段EF＝4，点G为线段EF的中点，连接BG、CG，则BG+127．（2022·山西·九年级专题练习）如图，在ABC 中，90,2B AB CB ∠=︒==，以点B 为圆心作圆B 与AC 相切，点P 为圆B 上任一动点，则PA 的最小值是___________．28．（2022·湖北·九年级专题练习）如图，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PC的最大值为_____．动点，则PD﹣12BC PB BC2PB49．（2022·北京·九年级专题练习）如图，边长为4的正方形，内切圆记为△O，P是△O A ＋PB的最小值为________．10．（2022·山东·九年级专题练习）如图，在Rt ABC 中，90ACB ∠=︒，4CB =，6CA =，圆C 半径为2，P为圆上一动点，连接,2,1A A P P P P B B +最小值__________．13BP AP +最小值__________．CP CD121CP CD111．（2022·重庆·九年级专题练习）（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 ＋23PC 的最小值为__，PD ﹣23PC 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＋12PC 的最小值为__，PD ﹣12PC 的最大值为__．，先证明PBGCBP ，得到共线时取等号），从而计算出（当且仅当G 、P 、交于点F ，解法同（64PB BG =PBGCBP ∴，∴23PG PC ∴=，PD ∴PD PG DG +≥（当且仅当32PD PC +，32PD PC -23PD PC ∴-，故答案为：（2）如图上取一点G ，使得21PB BG =4BC PBG CBP ∴，∴PD PG DG +≥（当且仅当PD PG ∴+的最小值为在Rt CDF 中，DCF ∠在Rt GDF 中，DG 12PD PC -=【点睛】本题考查圆的综合题、正方形的性质、菱形的性质、相似三角形的判定与性质，解决问题的关键是学会构建相似三角形解决问题．12．（2022·江苏淮安·九年级期中）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，连结AP ，BP ，求AP +12BP 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 =3，则有CDCP=CPCB=12，又△△PCD=△BCP，△△PCD△△BCP，△PDBP=12，△PD=12BP，△AP+12BP=AP+PD．请你完成余下的思考，并直接写出答案：AP+12BP的最小值为．（2）自主探索：如图1，矩形ABCD中，BC=7，AB=9，P为矩形内部一点，且PB=3，13AP+PC的最小值为．（3）拓展延伸：如图2，扇形COD中，O为圆心，△COD=120°，OC=4，OA=2，OB=3，点P是CD上一点，求2PA+PB的最小值，画出示意图并写出求解过程．13．（2022·湖北·九年级专题练习）（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12PD PC +4PC +的最小值，12PD PC -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，求23PD PC +的最小值，23PD PC -的最大值，PC 的最小值．（3）如图3，已知菱形ABCD 的边长为4，=60B ∠︒，圆B 的半径为2，点P 是圆B 上的一个动点，求12PD PC+的最小值和12PD PC -的最大值．PC 的最小值241PB BC BG =PB BC PBG ∠=PG BG PC PB ∴=△DP+PG≥DG 12PD PC -当点P 在2,PBF ∠=三点共线时会有33694PB BC BG =PB BC ，PBG ∠=PG BG PC PB ∴=PC DP =+△DP+PG≥DG 23PD PC +的值最小，最小值为23PD PC -DG 的延长线上时，（3）如图，使得BG=1，作241PB BC BG =PB BC ，PBG ∠=PG BG PC PB ∴=12PC DP =△DP+PG≥DG 12PD PC+的值最小，最小值为在Rt△CDF △DF=CD•sin60°=14．（2022·山东聊城·二模）如图，抛物线2y x bx c =-++经过点()4,4A --，()0,4B ，直线AC 的解析式为162y x =--，且与y 轴相交于点C ，若点E 是直线AB 上的一个动点，过点E 作EF x ⊥轴交AC 于点F ．（1）求抛物线2y x bx c =-++的解析式；（2）点H 是y 轴上一动点，连结EH ，HF ，当点E 运动到什么位置时，四边形EAFH 是矩形?求出此时点E ，H 的坐标；（3）在（2）的前提下，以点E 为圆心，EH 长为半径作圆，点M 为E 上以动点，求12AM CM +的最小值．交E 于点G ),24k +，E 或32k =-)6△PC =交E 于点M 51225=△12ME AE =△PM 【点睛】本题是二次函数的综合题，主要考查了待定系数法求函数解析式，平行四边形的性质，矩形的性式，利用中点坐标公式构建方程，以及构造相似三角形．15．（2022·江苏泰州·一模）如图，已知Rt ABC ∆中，90C ∠=︒，6AC =，9AB =，E 是AB 上的一点，5BE =，点D 是线段BC 上的一个动点，沿AD 折叠ACD ∆，点C 与C '重合，连接BC '．(1)求证：AEC AC B ''∆∆∽；(2)若点F 是BC 上的一点，且BF =，①若BC F '∆与BC E '∆请用无刻度的直尺和圆规在图（2）中作出折叠后的AC D '∆（保留作图痕迹，不写作法）；②求32BC FC ''+的最小值．BC F BC ES S''=△ABC ，连接【点睛】本题考查折叠问题，尺规作图：作角平分线，相似三角形的判定与性质，勾股定理，最短距离问题，本题综合性强，难度较大．16．（2022·广东·九年级专题练习）如图1，已知正方形ABCD ，AB ＝4，以顶点B 为直角顶点的等腰Rt△BEF 绕点B 旋转，BE ＝BFAE ，CF ．(1)求证：△ABE △△CBF ．(2)如图2，连接DE ，当DE ＝BE 时，求S △BCF 的值．（S △BCF 表示△BCF 的面积）(3)如图3，当Rt△BEF 旋转到正方形ABCD 外部，且线段AE 与线段CF 存在交点G 时，若M 是CD 的中点，P 是线段DGMP +PG 的值最小时，求MP 的值． 【答案】(1)见解析(2)2或【分析】（1）由“SAS ”可证△ABE △△CBF ；（2）由“SSS ”可证△ADE △△ABE ，可得△DAE ＝△BAE ＝45°，可证AH ＝EH ，由勾股定理可求BE 的长，即可求解；（3）先确定点P 的位置，过点B 作BQ △CF 于Q ，由勾股定理可求CE 的长，由平行线分线段成比例可求解．(1)证明：△四边形ABCD 是正方形，△AB ＝BC ，△ABC ＝90°， △△EBF ＝90°＝△ABC ，△△ABE ＝△CBF ， 又△BE ＝BF ，AB ＝BC ，在△ABE 和△CBF 中，AB CB ABE CBF BE BF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩，△△ABE △△CBF （SAS ）； (2)解：如图2，过点E 作EH △AB 于H ，17．（2022·河北·九年级专题练习）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：①12AP BP+，②2AP BP+，③13AP BP+，④3AP BP+的最小值．．根据作图结合题意易证DCP PCB~，即可PD+最小，最小值即Rt ACD中，利用勾股定理求出1)2AP BP+，使23CE=，根据作图结合题意易证ECP PCA~，即可得出13EP AP=，EP BP+，说明当最小，最小值即为BE长．中，利用勾股定理求出BE的长即可；AD．1CD CP △DCP PCB ~， BP ，△12AP BP AP +=三点共线时，AP PD +最小，最小值即为Rt ACD 中，2226AC CD +=1)2AP BP BP +=+，△2AP BP +如图，在CA 321CE CP △ECP PCA ~，△EP AP 三点共线时，EP BP +最小，最小值即为224BC CE =+=)AP BP +，△3AP BP +【点睛】本题考查圆的基本性质，相似三角形的判定和性质，勾股定理．正确的作出辅助线，并且理解三点共线时线段最短是解答本题的关键．。
中考数学复习之线段和差最值之阿氏圆问题,附练习题含参考答案
中考数学复习线段和差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“kP A+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=．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=．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：FEDCBAABCDE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=kP B ，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：例：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！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．已知PA 、圆确定PB已知PA 、PB 之比确定圆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．练习题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．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12 PD PC-的最大值为_______．3.如图，已知菱形ABCD的边长为8，∠B＝60°，圆B的半径为4，点P是圆B上的一个动点，则PD﹣12PC的最大值为．A BCDAB CDP4.如图，在△ABC中，CB＝4，AB＝2AC，则△ABC面积的最大值为．5.如图所示，∠ACB＝60°，半径为2的圆O内切于∠ACB．P为圆O上一动点，过点P作PM、PN分别垂直于∠ACB的两边，垂足为M、N，则PM+2PN的取值范围为．6．如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，D、E分别是边BC、AC上的两个动点，且DE＝4，P是DE的中点，连接P A，PB，则P A+14PB的最小值为．7．如图，在Rt△ABC中，∠C＝90°，AC＝9，BC＝4，以点C为圆心，3为半径做⊙C，分别交AC，BC于D，E两点，点P是⊙C上一个动点，则13P A+PB的最小值为．8．如图，正方形ABCD的边长为4，E为BC的中点，以B为圆心，BE为半径作⊙B，点P是⊙B上一动点，连接PD、PC，则PD+12PC的最小值为．9．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是弧AB上一动点，则PC+12PD的最小值为．10．如图所示的平面直角坐标系中，A（0，4），B（4，0），P是第一象限内一动点，OP＝2，连接AP、BP，则BP+12AP的最小值是．11．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P A+PB的最小值为．12.如图，P为菱形ABCD内一点，且P到A、B两点的距离相等，若∠C＝60°，CD＝4，则PB+12PD的最小值为．13．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 ．14. 如图，已知抛物线y=ax 2+bx+c(a≠0)过A 、B 两点，OA=1，OB=5，抛物线与y 轴交于点C ，点C 的纵坐标与点B 的横坐标相同，抛物线的顶点为D.(1) 抛物线的解析式为_________________，顶点D 的坐标为__________.(2) 如图，已知⊙A 的半径为2，点M 是⊙A 上一动点，连接CM 、MB ，则13CM+BM 是否存在最小值？若存在，说明在何处取得最小值；若不存在，请说明理由.参考答案2.5 4.1635.6-6.2 8.5 9.13214.(1)y=x 2-6x+5 D(3,-4)(2)AH=13AM ，当H 、M 、B 13CM+BM 取最小值.。
中考数学几何模型之阿氏圆最值模型(解析版)
中考数学几何模型：阿氏圆最值模型名师点睛拨开云雾开门见山在前面的“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．【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 B P O【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=25 OB，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=37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＝﹣x2+x+3，∴PN＝﹣m2+m+3﹣（﹣m+3）＝﹣m2+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．。
中考最值难点突破阿氏圆问题(解析版 )
中考最值难点突破阿氏圆问题模块一典例剖析+针对训练【模型简介】在圆上找一点P使得PA+k·PB的值最小．类型一：求和最小求PA+k·PB的最小值，PA+k·PB=PA+PC≥AC，当A，P，C三点共线时，最小值为AC1.(2019秋•山西期末)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．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OPOD=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．下面是该题的解答过程(部分)：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+23BD的最小值．思路引领：(1)在OD上取点M，使得OM：OP=OP：OD=k，利用相似三角形的性质以及两点之间线段最短解决问题即可．(2)利用(1)中结论计算即可．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CM=OC2+OM2=m2+(kr)2=m2+k2r2．(2)∵AC=m=4，CDBC =23，在CB上取一点M，使得CM=23CD=43，∴AD+23BD的最小值为42+43 2=4103．总结提升：本题属于相似形综合题，考查了相似三角形的判定和性质，勾股定理，两点之间线段最短等知识，解题的关键是理解题意，学会用转化的思想思考问题，属于中考常考题型．针对训练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，求AP+12BP的最小值．思路引领：连接CP，在CB上取点D，使CD=1，连接DP、AD，则有CDCP=CPCB=12，以此可证明△PCD ∽△BCP ，即可得到PD BP=12，AP +12BP =AP +PD ，以此可推出当点A 、P 、D 在同一条直线上时，AP +12BP 的最小值为AD 的长，再根据勾股定理即可求解．解：连接CP ，在CB 上取点D ，使CD =1，连接DP 、AD ，则有CD CP =CP CB=12，∵∠PCD =∠BCP ，∴△PCD ∽△BCP ，∴PD BP =12，∴PD =12BP ，∴AP +12BP =AP +PD ，要使AP +12BP 最小，只要AP +PD 最小，当点A 、P 、D 在同一条直线上时，AP +PD 最小，即AP +12BP 的最小值为AD 的长，在Rt △ACD 中，CD =1，AC =6，∴AD =AC 2+CD 2=37．∴AP +12BP 的最小值为37．总结提升：本题主要考查相似三角形的判定与性质、勾股定理，根据题意分析出点A 、P 、D 在同一条直线上时，AP +12BP 的最小值为AD 的长是解题关键．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10．思路引领：连接OM ，在OM 上截取MN ，使得MN =2，连接PN ，AN ．证明△PMN ∽△OMP ，推出PN OP=MN MP =12，推出PN =12OP ，推出OP +2OA =212OP +PA =2(PN +PA )，再根据PN +PA ≥AN ，求出AN ，可得结论．解：连接OM ，在OM 上截取MN ，使得MN =2，连接PN ，AN ．∵M(4，4)，∴OM=42+42=42，∵PM=22，MN=2，∴PM2=MN•MO，∴PM MN =MO PM，∵∠PMN=∠OMP，∴△PMN∽△OMP，∴PN OP =MNMP=12，∴PN=12OP，∵N(3，3)，A(6，-1)，∴AN=32+42=5，∴OP+2OA=212OP+PA=2(PN+PA)，∵PN+PA≥AN，∴PN+PA≥5，∴OP+2OA≥10，∴OP+2OA的最小值为10，故答案为：10．总结提升：本题考查相似三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，属于中考压轴题．3.(2018•碑林区校级三模)问题提出：(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：问题探究：(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+ 12PD的最小值；问题解决：(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+35MD最小时，画出点M的位置，并求出MC+35MD的最小值．思路引领：(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，再根据SAS证明△BAD≌△CAE即可解决问题；(2)如图2中，在AD上截取AE，使得AE=32．首先证明△PAE∽△DAP，推出PE DP=PA AD =12，可得PE=12PD，推出PC+12PD=PC+PE，利用三角形的三边关系即可解决问题；(3)如图3中，如图2中，在AD上截取AE，使得AE=9．由△MAE∽△DAM，推出EMMD =MA AD =1525=35，可得ME=35MD，推出MC+35MD=MC+ME，利用三角形的三边关系即可解决问题；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=32．∵PA2=9，AE•AD=32×6=9，∴PA2=AE•AD，∴PA AD =AEPA，∵∠PAE=∠DAP，∴△PAE∽△DAP，∴PE DP =PAAD=12，∴PE=12PD，∴PC+12PD=PC+PE，∵PC+PE≥EC，∴PC+12PD的最小值为EC的长，在Rt△CDE中，∵∠CDE=90°，CD=6，DE=9 2，∴EC=62+92 2=152，∴PC+12PD的最小值为152．(3)如图3中，在AD上截取AE，使得AE=9．∵MA2=225，AE•AD=9×25=225，∴MA2=AE•AE，∴MA AD =AE MA，∵∠MAE=∠DAM，∴△MAE∽△DAM，∴EM MD =MAAD=1525=35，∴ME=35MD，∴MC+35MD=MC+ME，∵MC+ME≥EC，∴MC+35MD的最小值为EC的长，此时点M在线段EC上(如图M′)．在Rt△CDE中，∠CDE=90°，CD=18，DE=16，∴EC=162+182=2145，∴MC+35MD的最小值为2145．总结提升：本题属于四边形综合题，考查了正方形的性质，矩形的性质，全等三角形的判定和性质，相似三角形的判定和性质，三角形的三边关系，最短问题等知识，解题的关键是运用数形结合的思想解决问题，添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，用转化的思想思考问题，属于中考压轴题．类型二： 求差最大2.(2020秋•天宁区校级月考)如图，已知菱形ABCD的边长为8，∠B=60°，圆B的半径为4，点P是圆B上的一个动点，则PD-12PC的最大值为 237 ．思路引领：连接PB，在BC上取一点G，使得BG=2，连接PG，DG，过点D作DH⊥BC交BC的延长线于H．利用相似三角形的性质证明PG=12PC，再根据PD-12PC=PD-PG≤DG，求出DG，可得结论．解：连接PB，在BC上取一点G，使得BG=2，连接PG，DG，过点D作DH⊥BC交BC的延长线于H．∵PB=4，BG=2，BC=8，∴PB2=BG•BC，∴PB BG =BC PB，∵∠PBG=∠CBP，∴△PBG∽△CBP，∴PG PC =PBBC=12，∴PG=12PC，∵四边形ABCD是菱形，∴AB∥CD，AB=CD=BC=8，∴∠DCH=∠ABC=60°，在Rt△CDH中，CH=CD•cos60°=4，DH=CD•sin60°=43，∴GH=CG+CH=6+4=10，∴DG=GH2+DH2=102+(43)2=237，∵PD-12PC=PD-PG≤DG，∴PD-12PC≤237，∴PD-12PC的最大值为237．总结提升：本题考查阿氏圆问题，菱形的性质，解直角三角形，相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，属于中考填空题中的压轴题．针对训练1.(2022•常熟市二模)如图，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-12PC的最大值为5．思路引领：由PD-12PC=PD-PG≤DG，当点P在DG的延长线上时，PD-12PC的值最大，最大值为DG=5．解：在BC上取一点G，使得BG=1，如图，∵PB BG =21=2，BCPB=42=2，∴PB BG =BC PB，∵∠PBG=∠PBC，∴△PBG∽△CBP，∴PG PC =BGPB=12，∴PG=12PC，当点P在DG的延长线上时，PD-12PC的值最大，最大值为DG=42+32=5．故答案为：5总结提升：本题考查圆综合题、正方形的性质、相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会构建相似三角形解决问题，学会用转化的思想思考问题，把问题转化为两点之间线段最短解决，题目比较难，属于中考压轴题．2.(2021•商河县校级模拟)(1)初步思考：如图1，在△PCB中，已知PB=2，BC=4，N为BC上一点且BN=1，试证明：PN=12 PC(2)问题提出：如图2，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+ 12PC的最小值．(3)推广运用：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，求PD-12PC的最大值．思路引领：(1)通过相似三角形△BPN∽△BCP的性质证得结论；(2)如图2中，在BC上取一点G，使得BG=1．由△PBG∽△CBP，推出PGPC =BGPB=12，推出PG=12PC，推出PD+12PC=DP+PG，由DP+PG≥DG，当D、G、P共线时，PD+12PC的值最小，最小值为DG=42+32=5．由PD-12PC=PD-PG≤DG；(3)如图3中，在BC上取一点G，使得BG=1，作DF⊥BC于F．解法类似(2)；解：(1)证明：如图1，∵PB=2，BC=4，BN=1，∴PB2=4，BN•BC=4．∴PB2=BN•BC．∴BN BP =BP BC．又∵∠B=∠B，∴△BPN∽△BCP．∴PN PC =BNBP=12．∴PN=12PC；(2)如图2，在BC上取一点G，使得BG=1，∵PB BG =21=2，BCPB=42=2∴PB BG =BCPB，∠PBG=∠PBC∴△PBG∽△CBP∴PG PC =BGPB=12∴PG=12PC∴PD+12PC=DP+PG∵DP+PG≥DG∴当D、P、G共线时，PD+12PC的值最小，最小值为DG=42+32=5 (3)同(2)中证法，如图3，当点P在DG的延长线上时，PD-12PC的最大值，最大值为DG=37．总结提升：本题考查圆综合题、正方形的性质、菱形的性质、相似三角形的判定和性质、两点之间线段最短等知识，解题的关键是学会构建相似三角形解决问题，学会用转化的思想思考问题，把问题转化为两点之间线段最短解决，题目比较难，属于中考压轴题．类型三：综合应用3.((2020•成华区校级模拟)如图1，抛物线y=mx2-3mx+n(m≠0)与x轴交于点C( -1，0)与y轴交于点B(0，3)，在线段OA上有一动点E(不与O、A重合)，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)分别求出抛物线和直线AB的函数表达式；(2)设△PMN的面积为S1，△AEN的面积为S2，当S1S2=3625时，求点P的坐标；(3)如图2，在(2)的条件下，将线段OE绕点O逆时针旋转的到OE′，旋转角为α(0°<α< 90°)，连接E′A、E′B，求E'A+23E'B的最小值．思路引领：(1)令y =0，求出抛物线与x 轴交点，列出方程即可求出a ，根据待定系数法可以确定直线AB 解析式．(2)由△PNM ∽△ANE ，推出PN AN =65，列出方程即可解决问题．(3)在y 轴上取一点M 使得OM ′=43，构造相似三角形，可以证明AM ′就是E ′A +23E ′B 的最小值．解：(1)∵抛物线y =mx 2-3mx +n (m ≠0)与x 轴交于点C (-1，0)与y 轴交于点B (0，3)，则有n =3m +3m +n =0 ，解得m =-34n =3，∴抛物线y =-34x 2+94x +3，令y =0，得到-34x 2+94x +3=0，解得：x =4或-1，∴A (4，0)，B (0，3)，设直线AB 解析式为y =kx +b ，则b =34k +b =0，解得k =-34b =3 ，∴直线AB 解析式为y =-34x +3．(2)如图1中，设P m ，-34m 2+94m +3 ，则E (m ，0)，∵PM ⊥AB ，PE ⊥OA ，∴∠PMN =∠AEN ，∵∠PNM =∠ANE ，∴△PNM ∽△ANE ，∵△PMN 的面积为S 1，△AEN 的面积为S 2，S 1S 2=3625，∴PN AN=65，∵NE∥OB，∴AN AB =AE OA，∴AN=54(4-m)，∵抛物线解析式为y=-34x2+94x+3，∴PN=-34m2+94m+3--34m+3=-34m2+3m，∴-34m2+3m54(4-m)=65，解得m=2或4(舍弃)，∴m=2，∴P2，92．(3)如图2中，在y轴上取一点M′使得OM′=43，连接AM′，在AM′上取一点E′使得OE′=OE．∵OE′=2，OM′•OB=43×3=4，∴OE′2=OM′•OB，∴OE' OM'=OB OE'，∵∠BOE′=∠M′OE′，∴△M′OE′∽△E′OB，∴M'E'BE'=OE'OB=23，∴M′E′=23BE′，∴AE′+23BE′=AE′+E′M′=AM′，此时AE′+23BE′最小(两点间线段最短，A、M′、E′共线时)，最小值=AM′=42+432=4103．总结提升：本题属于二次函数综合题，考查相似三角形的判定和性质、待定系数法、最小值问题等知识，解题的关键是构造相似三角形，找到线段AM′就是E′A+23E′B的最小值，属于中考压轴题针对训练4.(2021•九龙坡区校级模拟)在△ABC中，∠CAB=90°，AC=AB．若点D为AC上一点，连接BD，将BD绕点B顺时针旋转90°得到BE，连接CE，交AB于点F．(1)如图1，若∠ABE=75°，BD=4，求AC的长；(2)如图2，点G为BC的中点，连接FG交BD于点H．若∠ABD=30°，猜想线段DC与线段HG的数量关系，并写出证明过程；(3)如图3，若AB=4，D为AC的中点，将△ABD绕点B旋转得△A′BD′，连接A′C、A′D，当A′D+2A′C最小时，求S△A′BC．2思路引领：(1)通过作辅助线，构造直角三角形，借助解直角三角形求得线段的长度；(2)通过作辅助线，构造全等三角形，设AC=a，利用中位线定理，解直角三角形，用a的代数式表示CD和HG，即可得CD与HG的数量关系；(3)构造阿氏圆模型，利用两点之间线段最短，确定A'(4)的位置，继而求得相关三角形的面积．解：(1)过D作DG⊥BC，垂足是G，如图1：∵将BD绕点B顺时针旋转90°得到BE，∴∠EBD=90°，∵∠ABE=75°，∴∠ABD=15°，∵∠ABC=45°，∴∠DBC=30°，BD=2，BG=3DG=23，∴在直角△BDG中有DG=12∵∠ACB=45°，∴在直角△DCG中，CG=DG=2，∴BC=BG+CG=2+23，BC=2+6；∴AC=22(2)线段DC与线段HG的数量关系为：HG=3CD，4证明：延长CA，过E作EN垂直于CA的延长线，垂足是N，连接BN，ED，过G作GM⊥AB于M，如图：∴∠END=90°，由旋转可知∠EBD=90°，∴∠EDB=45°∴∠END =∠EBD =90°，∴E ，B ，D ，N 四点共圆，∴∠BNE =∠EDB =45°，∠NEB +∠BDN =180°∵∠BDC +∠BDN =180°，∠BCD =45°，∴∠BEN =∠BDC ，∴∠BNE =45°=∠BCD ，在△BEN 和△BDC 中，∠BNE =∠BCD∠BEN =∠BDC BE =BA，∴△BEN ≌△BDC (AAS )，∴BN =BC ，∵∠BAC =90°，在等腰△BNC 中，由三线合一可知BA 是CN 的中线，∵∠BAC =∠END =90°，∴EN ∥AB ，∵A 是CN 的中点，∴F 是EC 的中点，∵G 是BC 的中点，∴FG 是△BEC 的中位线，∴FG ∥BE ，FG =12BE ，∵BE ⊥BD ，∴FG ⊥BD ，∵∠ABD =30°，∴∠BFG =60°，∵∠ABC =45°，∴∠BGF =75°，设AC =a ，则AB =a ，在Rt △ABD 中，AD =33a ，BD =BE =233a ，∴FG =12BE ，∴FG =33a ，∵GM ⊥AB ，∴△BGM 是等腰三角形，∴MG =MB =22BG =22×12BC =22×12×2AC =12a ，在Rt △MFG 中，∠MFG =60°，∴3MF =MG ，∴MF =36a ，∴BF=BM+MF=3+36a，在Rt△BFH中，∠BFG=60°，∴FH=12BF=3+312a，∴HG=FG-FH=33a-3+312a=14(3-1)a，又∵CD=a-33a=33(3-1)a，∴CD HG =43，∴HG=34CD；(3)设AB=a，则BC=2a，取BC的中点N，连接A′D，A′C，A′N，连接DN，如图3，由旋转可知A′B=AB=a，∵A'BBN =a22a=2，BCA'B=2aa=2，∴A'BBN =BCA'B=2，又∠A'BN=∠CBA'，∴△A′BN∽△CBA′，∴A'N A'C =A'BBC=22，∴A'N=22A'C，根据旋转和两点之间线段最短可知，A'D+22A'C最小，即是A'D+A'N最小，此时D、A'、N共线，即A'在线段DN上，设此时A'落在A''处，过A''作A''F⊥AB于F，连接AA''，如图4，∵D，N分别是AC，BC的中点，∴DN是△ABC的中位线，∴DN∥AB，∵AB⊥AC，∴DN⊥AC，∵∠A=∠A''FA=∠A''DA=90°，∴四边形A''FAD是矩形，∴AF=A''D，A''F=AD=2，∵又A''B=AB=4，设AF=x，在直角三角形A''FB中，A''B2=A''F2+BF2，∴42=22+(4-x)2，解得x=4-23．∴此时S△A''BC=S△ABC-S△AA''B-S△A''AC=12AB•AC-12AB•A''F-12AC•A''D=12×4×4-1 2×4×2-12×4×(4-23)=43-4．总结提升：此题主要考查全等三角形判定，等腰三角形的三线合一，解直角三角形，四点共圆，几何最值的阿氏圆模型等知识，综合性强，难度较大，属于压轴题，解得关键是作辅助线，构造全等三角形和相似三角形解决问题．5.(2022•高唐县二模)如图，抛物线y=-x2+bx+c经过点A(-4，-4)，B(0，4)，直线AC的解析式为y=-12x-6，且与y轴相交于点C，若点E是直线AB上的一个动点，过点E作EF⊥x轴交AC于点F．(1)求抛物线y=-x2+bx+c的解析式；(2)点H是y轴上一动点，连接EH，HF，当点E运动到什么位置时，四边形EAFH是矩形？求出此时点E，H的坐标；(3)在(2)的前提下，以点E为圆心，EH长为半径作圆，点M为⊙E上以动点，求12AM+ CM的最小值．思路引领：(1)直接利用待定系数法求解即可；(2)先利用待定系数法求出直线AB的解析式，可判断出AB⊥AC，当四边形EAFH是平行四边形时，四边形EAFH是矩形，分别点E、H、F的坐标，再利用中点坐标公式求解即可；(3)先取EG的中点P，进而判断出△PEM∽△MEA，即可得出PM=12AM，连接CP交⊙E于点M，再求出点P坐标，即可得出结论．解：(1)将点A(-4，-4)，B(0，4)代入y=-x2+bx+c得：-16-4b+c=-4c=4，解得：b=-2 c=4，∴抛物线解析式为：y =-x 2-2x +4；(2)如图，当点E 运动到(-2，0)时，四边形EAFH 是矩形，设直线AB 的解析式为y =kx +b ，将点A (-4，-4)，B (0，4)代入得：-4k +b =-4b =4 ，解得：k =2b =4 ，∴线AB 的解析式为y =2x +4，∵直线AC 的解析式为y =-12x -6，∴AB ⊥AC ，∴当四边形EAFH 是平行四边形时，四边形EAFH 是矩形，此时，EF 与AH 互相平分，设E (m ，2m +4)，H (0，t )则F m ，-12m -6 ，∵A (-4，-4)，∴12(m +m )=12(-4+0)122m +4-12m -6 =12(-4+t )，解得：m =-2t =-1∴E (-2，0)，H (0，-1)；(3)如图，由(2)可知E (-2，0)，H (0，-1)，A (-4，-4)，∴EH =5，AE =25，设AE 交⊙E 于点G ，取GE 的中点P ，则PE =52，设P (k ，2k +4)，∵E (-2，0)，∴PE 2=(k +2)2+(2k +4)2=522，∴k =-52或k =-32(舍去)，∴P -52，-1 ，∵C (0，-6)，∴PC =-52 2+(-1+6)2=552，连接PC 交⊙E 于点M ，连接EM ，则EM =EH =5，∴PE ME =525=12，∵ME AE =525=12，∴PE ME =MEAE，∵∠PEM=∠MEA，∴△PEM∽△MEA，∴PM AM =MEAE=12，∴PM=12AM，∴12AM+CM=PM+CM，∴当P、M、C三点共线时，12AM+CM取得最小值即PC的长，∴1 2AM+CM最小值为552．总结提升：本题是二次函数的综合题，考查了待定系数法求函数关系式，平行四边形的性质，矩形的性质，相似三角形的判定与性质，中点坐标公式，极值的确定，熟练掌握待定系数法求函数解析式，利用中点坐标公式构建方程，以及构造相似三角形是解决问题的关键．模块二2023中考押题预测1.(2021秋•西峡县期末)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12PB+PC的最小值等于()A.4B.32C.17D.15思路引领：在AB上截取AQ=1，连接AP，PQ，CQ，证明△APQ∽△ABP，可得PQ=1 2PB，则12PB+PC=PC+PQ，当C、Q、P三点共线时，PC+PQ的值最小，求出CQ即为所求．解：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 AB =12，∵AP=2，AQ=1，∴AQAP=12，∵∠PAQ=∠BAP，∴△APQ∽△ABP，∴PQ=12PB，∴12PB+PC=PC+PQ≥CQ，在Rt△ACQ中，AC=4，AQ=1，∴QB=AC2+AQ2=17，∴12PB+PC的最小值17，故选：C．总结提升：本题考查了阿氏圆问题，相似三角形的判定和性质，勾股定理等知识，添加恰当辅助线构造相似三角形是解题的关键．2.(2022秋•永嘉县校级期末)如图所示，∠ACB=60°，半径为2的圆O内切于∠ACB．P 为圆O上一动点，过点P作PM、PN分别垂直于∠ACB的两边，垂足为M、N，则PM+ 2PN的取值范围为6-23≤PM+2PN≤6+23 ．思路引领：PM+2PN=212PM+PN，作MH⊥PN，HP=12PM，确定HN的最大值和最小值．解：作MH⊥NP于H，作MF⊥BC于F，∵PM⊥AC，PN⊥CB，∴∠PMC=∠PNC=90°，∴∠MPN=360°-∠PMC-∠PNC-∠C=120°，∴∠MPH=180°-∠MPN=60°，∴HP=PM•cos∠MPH=PM•cos60°=12PM，∴PN+12PM=PN+HP=NH，∵MF=NH，∴当MP与⊙O相切时，MF取得最大和最小，如图1，连接OP，OG，OC，可得：四边形OPMG是正方形，∴MG=OP=2，在Rt△COG中，CG=OG•tan60°=23，∴CM=CG+GM=2+23，在Rt△CMF中，MF=CM•sin C=(2+23)×32=3+3，∴HN=MF=3+3，PM+2PN=212PM+PN=2HN=6+23，如图2，由上知：CG=23，MG=2，∴CM=23-2，∴HM=(23-2)×32=3-3，∴PM+2PN=212PM+PN=2HN=6-23，∴6-23≤PM+2PN≤6+23．总结提升：本题考查的是解直角三角形等知识，解决问题的关键是构造12 PM．3.(2021秋•龙凤区期末)如图，在Rt△ABC中，∠C=90°，AC=9，BC=4，以点C为圆心，3为半径做⊙C，分别交AC，BC于D，E两点，点P是⊙C上一个动点，则13PA+PB的最小值为 17 ．思路引领：在AC上截取CQ=1，连接CP，PQ，BQ，证明△ACP∽△PCQ，可得PQ=13AP，当B、Q、P三点共线时，13PA+PB的值最小，求出BQ即为所求．解：在AC上截取CQ=1，连接CP，PQ，BQ，∵AC=9，CP=3，∴CP AC =13，∵CP=3，CQ=1，∴CQCP=13，∴△ACP∽△PCQ，∴PQ=13AP，∴13PA+PB=PQ+PB≥BQ，∴当B、Q、P三点共线时，13PA+PB的值最小，在Rt△BCQ中，BC=4，CQ=1，∴QB=17，∴13PA+PB的最小值17，故答案为：17．总结提升：本题考查阿氏圆求最短距离，熟练掌握胡不归求最短距离的方法，利用三角形相似将13PA转化为PQ是解题的关键．4.(2022春•长顺县月考)如图，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，AC=6，BC=8，D、E分别是边BC、AC上的两个动点，且DE=4，P是DE的中点，连接PA，PB，则PA+14PB的最小值为 1452 ．思路引领：如图，在CB上取一点F，使得CF=12，连接PF，AF．利用相似三角形的性质证明PF=14PB，根据PF+PA≥AF，利用勾股定理求出AF即可解决问题．解：如图，在CB上取一点F，使得CF=12，连接PF，AF．∵∠DCE=90°，DE=4，DP=PE，∴PC=12DE=2，∵CF CP =14，CPCB=14，∴CF CP =CP CB，∵∠PCF=∠BCP，∴△PCF∽△BCP，∴PF PB =CFCP=14，∴PF=14PB，∴PA+14PB=PA+PF，∵PA+PF≥AF，AF=CF2+AC2=12 2+62=1452，∴PA+14PB≥1452，∴PA+14PB的最小值为1452，故答案为145 2．总结提升：本题考查阿氏圆问题，勾股定理，相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，学会用转化的思想思考问题．5.(2021秋•梁溪区校级期中)如图，⊙O与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N，⊙O 半径为3，点A(0，1)，点B(2，0)，点P在弧MN上移动，连接PA，PB，则3PA+PB的最小值为 85 ．思路引领：在y轴上取点H(0，9)，连接BH，通过证明△AOP∽△POH，可证HP=3AP，则3PA+PB=PH+PB，当点P在BH上时，3PA+PB有最小值为HB的长，即可求解．解：如图，在y轴上取点H(0，9)，连接BH，∵点A(0，1)，点B(2，0)，点H(0，9)，∴AO=1，OB=2，OH=9，∵OA OP =13=39=OPOH，∠AOP=∠POH，∴△AOP∽△POH，∴AP HP =OPOH=13，∴HP=3AP，∴3PA+PB=PH+PB，∴当点P在BH上时，3PA+PB有最小值为HB的长，∴BH=OB2+OH2=4+81=85，故答案为：85．总结提升：本题考查了阿氏圆问题，相似三角形的判定和性质，勾股定理等知识，添加恰当辅助线构造相似三角形是解题的关键．6.(2020•武汉模拟)【新知探究】新定义：平面内两定点A ，B ，所有满足PA PB=k (k 为定值)的P 点形成的图形是圆，我们把这种圆称之为“阿氏圆”【问题解决】如图，在△ABC 中，CB =4，AB =2AC ，则△ABC 面积的最大值为 163 ．思路引领：以A 为顶点，AC 为边，在△ABC 外部作∠CAP =∠ABC ，AP 与BC 的延长线交于点P ，证明△APC ∽△BPA ，由相似三角形的性质可得BP =2AP ，CP =12AP ，从而求出AP 、BP 和CP ，即可求出点A 的运动轨迹，再找出距离BC 最远的A 点的位置即可求解．解：以A 为顶点，AC 为边，在△ABC 外部作∠CAP =∠ABC ，AP 与BC 的延长线交于点P ，∵∠CAP =∠ABC ，∠BPA =∠APC ，AB =2AC ，∴△APC ∽△BPA ，AP BP =CP AP =AC AB =12，∴BP =2AP ，CP =12AP ，∵BP -CP =BC =4，∴2AP -12AP =4，解得：AP =83，∴BP =163，CP =43，即点P 为定点，∴点A 的轨迹为以点P 为圆心，83为半径的圆上，如图，过点P 作BC 的垂线，交圆P 与点A 1，此时点A 1到BC 的距离最大，即△ABC 的面积最大，S △ABC =12BC •A 1P =12×4×83=163．故答案为：163．总结提升：本题考查相似三角形的判定和性质，三角形的面积，确定点的运动轨迹，熟练掌握三角形的判定和性质以及三角形的面积公式是解题的关键．7.(2020•溧阳市一模)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 410 ．思路引领：延长OB到T，使得BT=OB，连接MT，CT．利用相似三角形的性质证明MT= 2DM，求CM+2DM的最小值问题转化为求CM+MT的最小值．求出CT即可判断．解：延长OB到T，使得BT=OB，连接MT，CT．∵OM=6，OD=DB=3，OT=12，∴OM2=OD•OT，∴OMOD =OT OM，∵∠MOD=∠TOM，∴△MOD∽△TOM，∴DM MT =OMOT=12，∴MT=2DM，∵CM+2DM=CM+MT≥CT，又∵在Rt△OCT中，∠COT=90°，OC=4，OT=12，∴CT=OC2+OT2=42+122=410，∴CM+2DM≥410，∴CM+2DM的最小值为410，∴答案为410．总结提升：本题考查相似三角形的判定和性质，阿氏圆问题，解直角三角形等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，属于中考填空题中的压轴题．8.如图，正方形ABCD的边长为4，E为BC的中点，以B为圆心，BE为半径作⊙B，点P是⊙B上一动点，连接PD、PC，则PD+12PC的最小值为5．思路引领：如图，在BC上取一点T，使得BT=1，连接PB，PT，DT．证明△PBT∽△CBP，推出PTPC=PBCB=12，推出PT=12PC，由PD+12PC=PD+PT≥DT=5，由此可得结论．解：如图，在BC上取一点T，使得BT=1，连接PB，PT，DT．∵四边形ABCD是正方形，∴∠DCT=90°，∵CD=4，CT=3，∴DT=CD2+CT2=42+32=5，∵PB=2，BT=1，BC=4，∴PB2=BT•BC，∴PB BT =BC PB，∵∠PBT=∠PBC，∴△PBT∽△CBP，∴PT PC =PBCB=12，∴PT=12PC，∵PD+12PC=PD+PT≥DT=5，∴PD+12PC的最小值为5，故答案为：5．总结提升：本题考查阿氏圆问题，正方形的性质，相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，属于中考填空题中的压轴题．9.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AB上一动点，则PC+12PD的最小值为 132 ．思路引领：如图，延长OA使AE=OB，连接EC，EP，OP，证明△OPE∽△OCP推出PCPE =OPOE=12，推出EP=2PC，推出PC+12PD=12(2PC+PD)=12(PD+PE)，推出当点E，点P，点D三点共线时，PC+12PD的值最小．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，∴OP OE =OCOP=12，且∠COP=∠EOP∴△OPE ∽△OCP ∴PC PE =OP OE=12，∴EP =2PC ，∴PC +12PD =12(2PC +PD )=12(PD +PE )，∴当点E ，点P ，点D 三点共线时，PC +12PD 的值最小，∵DE =OD 2+OE 2=52+122=13，∴PD +PE ≥DE =13，∴PD +PE 的最小值为13，∴PC +12PD 的值最小值为132．故答案为：132．总结提升：本题考查阿氏圆问题，相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题，学会用转化的思想思考问题．10.如图所示的平面直角坐标系中，A (0，4)，B (4，0)，P 是第一象限内一动点，OP =2，连接AP 、BP ，则BP +12AP 的最小值是 17 ．思路引领：如图，取点T (0，1)，连接PT ，BT ．利用相似三角形的性质证明PT =12PB ，推出PB +12PA =PB +PT ≥BT ，求出BT ，可得结论．解：如图，取点T (0，1)，连接PT ，BT ．∵T (0，1)，A (0，4)，B (4，0)，∴OT =1，OA =4，OB =4，∵OP =2，∴OP 2=OT •OA ，∴OP OT =OA OP，∵∠POT =∠AOP ，∴△POT ∽△AOP ，∴PT PA =OPOA=12，∴PT=12PA，∴PB+12PA=PB+PT，∵BT=12+42=17，∴PB+PT≥17，∴BP+12AP≥17∴BP+12PB的最小值为17．故答案为：17．总结提升：本题考查阿氏圆问题，相似三角形的判定和性质，勾股定理等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造相似三角形解决问题．11.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2PA+PB的最小值为25 ．思路引领：2PA+PB=2PA+22PB，利用相似三角形构造22PB．解：设⊙O半径为r，OP=r=12BC=2，OB=2r=22，取OB的中点I，连接PI，∴OI=IB=2，∵OPOI =22=2，OB OP =222=2，∴OPOI =OB OP，∠O是公共角，∴△BOP∽△POI，∴PI PB =OIOP=22，∴PI=22PB，∴AP +22PB =AP +PI ，∴当A 、P 、I 在一条直线上时，AP +22PB 最小，作IE ⊥AB 于E ，∵∠ABO =45°，∴IE =BE =22BI =1，∴AE =AB -BE =3，∴AI =32+12=10，∴AP +22PB 最小值=AI =10，∵2PA +PB =2PA +22PB ，∴2PA +PB 的最小值是2AI =2×10=25．故答案是25．总结提升：本题是“阿氏圆”问题，解决问题的关键是构造相似三角形．12.如图，在每个小正方形的边长为1的网格中，△OAB 的顶点O ，A ，B 均在格点上，点E 在OA 上，且点E 也在格点上．(I )OE OB的值为 23 ；(Ⅱ)DE 是以点O 为圆心，2为半径的一段圆弧．在如图所示的网格中，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 ，当E 'A +23E 'B 的值最小时，请用无刻度的直尺画出点E ′，并简要说明点E '的位置是如何找到的(不要求证明) 通过取格点K 、T ，使得OH ：OD =2：3，构造相似三角形将23E ′B 转化为E ′H ．思路引领：(1)求出OE ，OB 即可解决问题．(2)构造相似三角形把23E ′B 转化为E ′H ，利用两点之间线段最短即可解决问题．解：(1)由题意OE =2，OB =3，∴OE OB =23，故答案为：23．(2)如图，取格点K，T，连接KT交OB于H，连接AH交DE于E′，连接BE′，点E′即为所求．故答案为：通过取格点K、T，使得OH：OD=2：3，构造相似三角形将23E′B转化为E′H，利用两点之间线段最短即可解决问题．总结提升：本题是作图-旋转变换，主要考查了相似三角形的判定与性质，两点之间，线段最短等知识，找到点H是解题的关键．13.(2021秋•定海区期末)如图1，正方形OABC边长是2，以OA为半径作圆，P为弧AC上的一点，过点P作PM⊥AB交AB于点M，连结PO、PA，设PM=m，PA=n．(1)求证：∠POA=2∠PAM；(2)探求m、n的数量关系，并求n-m最大值；(3)如图2：连结PB，设PB=h，求2h+2m的最小值．思路引领：(1)根据正方形性质和三角形内角和定理即可证得结论；(2)如图1，过点O作OE⊥PA于E，先证明△APM∽△OAE，利用相似三角形性质可得出m=14n2，进而可得：n-m=n-14n2=-14(n-2)2+1，再运用二次函数性质即可得出答案；(3)如图2，连接AC、BD交于点D，连接PD，当D、P、M三点共线且DM⊥AB时，PD+ PM=DM最小，即2h+2m=2DM最小，根据正方形和等腰直角三角形的性质即可求得答案．解：(1)证明：∵四边形OABC是正方形，∴∠OAB=90°，∴∠OAP+∠PAM=90°，即2∠OAP+2∠PAM)=180°，∵OA=OP，∴∠OPA=∠OAP，∵∠OPA+∠OAP+∠POA=180°，∴2∠OAP+∠POA=180°，∴∠POA=2∠PAM；(2)解：如图1，过点O作OE⊥PA于E，∵OA=OP，OE⊥PA，∴AE=12PA，∠AOE=∠POE=12∠POA，∵∠POA=2∠PAM，∴∠PAM=12∠POA，∴∠PAM=∠AOE，∵PM⊥AB，∴∠AMP=90°=∠OEA，∴△APM∽△OAE，∴PMPA =AEOA，即mn=12n2，∴m=14n2，∴n-m=n-14n2=-14(n-2)2+1，∴当n=2时，n-m取得最大值，n-m最大值为1；(3)解：如图2，连接AC、OB交于点D，连接PD，∵四边形ABCO是正方形，∴AC⊥BD，OD=AD=BD，∴OD OA =OAOB=22，∵OP=OA，∴OD OP =OPOB=22，∵∠POD=∠BOP，∴△POD∽△BOP，∴PD PB =OPOB=22，∴PD=22PB，∵PB=h，PM=m，∴2h +2m =222h +m=222PB +PM =2(PD +PM )，∵当D 、P 、M 三点共线且DM ⊥AB 于M 时，PD +PM =DM 最小，∴当D 、P 、M 三点共线且DM ⊥AB 时，2h +2m =2(PD +PM )=2DM 最小，如图3，∵△ABD 是等腰直角三角形，DM ⊥AB ，∴DM =12AB =1，∴2DM =2，即2h +2m 的最小值为2．总结提升：本题是圆的综合题，考查了等腰直角三角形的性质，正方形的性质，三角形内角和定理，圆的性质，相似三角形的判定和性质，两点之间线段最短，点到直线的距离垂线段最短，二次函数最值的应用，利用相似三角形性质列出关于m 、n 的关系式恰当运用配方法是解题关键．14.(2022•从化区一模)已知，AB 是⊙O 的直径，AB =42，AC =BC ．(1)求弦BC 的长；(2)若点D 是AB 下方⊙O 上的动点(不与点A ，B 重合)，以CD 为边，作正方形CDEF ，如图1所示，若M 是DF 的中点，N 是BC 的中点，求证：线段MN 的长为定值；(3)如图2，点P 是动点，且AP =2，连接CP ，PB ，一动点Q 从点C 出发，以每秒2个单位的速度沿线段CP 匀速运动到点P ，再以每秒1个单位的速度沿线段PB 匀速运动到点B ，到达点B 后停止运动，求点Q 的运动时间t 的最小值．思路引领：(1)AB 是⊙O 的直径，AC =BC 可得到△ABC 是等腰直角三角形，从而得道答案；(2)连接AD 、CM 、DB 、FB ，首先利用△ACD ≌△BCF ，∠CBF =∠CAD ，证明D 、B 、F 共线，再证明△CMB 是直角三角形，根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半，即可得证；(3)“阿氏圆”的应用问题，以A 为圆心，AP 为半径作圆，在AC 上取点M ，使AM =1，连接PM ，过M 作MH ⊥AB 于H ，连接BM 交⊙A 于P '，先证明PM =PC 2，PC 2+BP 最小，即是PM +BP 最小，此时P 、B 、M 共线，再计算BM 的长度即可．解：(1)∵AB 是⊙O 的直径，∴∠ABC =90°，∵AC=BC，∴△ABC是等腰直角三角形，∠CAB=45°，∵AB=42，∴BC=AB•sin45°=4；(2)连接AD、CM、DB、FB，如图：∵△ABC是等腰直角三角形，四边形CDEF是正方形，∴CD=CF，∠DCF=∠ACB=90°，∴∠ACD=90-∠DCB=∠BCF，又AC=BC，∴△ACD≌△BCF(SAS)，∴∠CBF=∠CAD，∴∠CBF+∠ABC+∠ABD=∠CAD+∠ABC+∠ABD=∠DAB+∠CAB++∠ABC+∠ABD=∠DAB+45°+45°+∠ABD，而AB是⊙O的直径，∴∠ADB=90°，∴∠DAB+∠ABD=90°，∴∠CBF+∠ABC+∠ABD=180°，∴D、B、F共线，∵四边形CDEF是正方形，∴△DCF是等腰直角三角形，∵M是DF的中点，∴CM⊥DF，即△CMB是直角三角形，∵N是BC的中点，∴MN=12BC=2，即MN为定值；(3)以A为圆心，AP为半径作圆，在AC上取点M，使AM=1，连接PM，过M作MH⊥AB 于H，连接BM交⊙A于P'，如图：一动点Q从点C出发，以每秒2个单位的速度沿线段CP匀速运动到点P，再以每秒1个单位的速度沿线段PB匀速运动到点B，∴Q运动时间t=PC2+BP，∵AM=1，AP=2，AC=BC=4，∴AMAP =APAC=12，又∠MAP=∠PAC，∴△MAP∽△PAC，∴PMPC =AMAP=12，∴PM=PC2，。
2024专题4.4圆---利用“阿氏圆”模型求最值-中考数学二轮复习必会几何模型剖析(全国通用)
时2PB+PC最小,最小值为2BD,延长CD交AB于H,则
CH⊥AB,
O D P
B
A
H
易求得DH= ,BH=3,∴BD= ,
C
O
P
∴2PB+PC的最小值为3 .
B
C
针对训练
变式一 系数需要转化(提系数)
知识点三
1.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
P(x,y),PA=kPB,即：(x+m)2+y2 =k (x-m)2+y2
∴(x+m)2+y2=k2(x-m)2+k2y2
∴(k2-1)(x2+y2)-(2m+2k2m)x+(k2-1)m2=0
2m
2m+2k
∴x2+y2- k2-1 x+m2=0
知识点二
新知探究
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
则 PD+4PC的最小值为_____.
D
A
P
B
C
典例精讲
变式三 求差最大的问题
知识点五
求带系数的两条线段差最大的问题,转化方法和前面所讲完全一样,只是
最后求最值时有所不同,前面求和最小都是运用两点之间线段最短的原理,
求差最大,我们需要运用“三角形两边只差小于第三边”这一原理来解决.
【例6】(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
【引例】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90º,CB=4,CA=6,⊙C半径为2,P为圆上
2020中考专题10——最值问题之阿氏圆
2020中考专题10——最值问题之阿氏圆班级姓名.【模型解析】“阿氏圆”模型---“PB k PA ⋅+”型最值◆条件：A、B 为定点,P 为⊙O 上一个动点,k OB OP =(10<<k ).◆问题:求PB k PA ⋅+的最小值,并画出点P 的位置.◆方法：连接OP,OB.在OB 上取点C,使k OP OC =.易证得△POC∽△BOP,所以k OBOP PB CP ==,所以PB k CP ⋅=.所以AC CP PA PB k PA ≥+=⋅+,当P 为AC 与⊙O 的交点时，PB k PA ⋅+的最小值为AC.【例题分析】例1.在Rt △ABC 中，∠ACB=90°，AC=4，BC=3，点D 为△ABC 内一动点，满足CD=2，求AD+32BD 的最小值。
例2.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+12BP 的最小值.P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12CD CP CP CB ==，又∵∠PCD=∠BCP ，∴△PCD ≌△BCP ，12PD BP =，∴PD=12BP ，∴AP+12BP=AP+PD .请你完成余下的思考，并直接写出答案：AP+12BP 的最小值为.自主探索：在“问题提出”的条件不变的情况下，13AP+BP 的最小值为.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.【巩固训练】1.如图1，在Rt △ABC 中，∠ACB=90°，CB=4，CA=6，圆C 半径为2，点P 为圆上一动点，连接AP ，BP ，AP+21BP 最小值为。
图1图2图32.如图2，在Rt △ABC 中，∠B=90°，AB=CB=2，以点B 为圆心作圆B 与AC 相切，点P 为圆B 上任一动点，则PA+22PC 的最小值是。
第11讲阿氏圆最值模型(解析版)
中考数学几何模型11 :阿氏圆最值模型名师点睛--------------------------------- 拨开云雾开门见山在前面的胡不归〞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.【模型来源】“阿氏圆〞又称为“阿波罗尼斯圆〞，如下列图，A、B两点，点P满足PA: PB=k ( k^l),那么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〞如图1所示，O O 的半径为R ,点A 、B 都在O O 夕卜，P 为O O 上一动点,2连接PA PB,那么当“ PA+—PB 〞的值最小时，P 点的位置如何确定？52 2 解决方法：如图2，在线段 OB 上截取OC 使OC= — R ，那么可说明△ BPO 与厶PCO 相似，那么有一 PB=PC 。
552故此题求“ PA+—PB 〞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 、5P 、C 三点共线时，“ PA+PC 〞值最小。
【技巧总结】计算PA kgPB 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 kgPB 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 ，OB2R=_ OB,5【模型建OP2. 计算出这两条线段的长度比 k OB OCPC 3. 在OB 上取一点C ,使得k ，即构造△ POM s\BOP ，贝yk , PC kgPBOPPB4. 那么PA kgPB=PA PC AC ，当A 、P 、C 三点共线时可得最小值— _ 一一 1【分析】这个问题最大的难点在于转化 -PA ，此处P 点轨迹是圆，注意到圆 C 半径为2, CA=4 ,2典题探究启迪思维 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 ,分别交探究重点AC 、BC于D 、E 两点，点P 是圆C 上一个动点，那么 1-PA PB 的最小值为 ______________ 2B连接CP ,构造包含线段 AP 的A CPA ,在CA 边上取点M 使得CM=2 , 连接 PM ，可得 A CPA s^ CMP ，故 PA : PM=2:1，即 PM= 1 PA2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 A ABC 中，/ ACB=90°1 1求①AP -BP ，②2AP BP ，③一 AP BP ，④AP 3BP 的最小值.3_ 1_ 2 ； 37 ［答案］:①=寸37 ②=2空37 ,③= --------- ，④=2 丁37 .， 3解答'如图2,建接CP,因为纤也AC=^ 眩=4,简单推算得冬=£，拓二£ •而题 AC 3 CR 2 目中悬求角严丄站穴其中的壮二丄j 故舍弃在丄「上取点，应用“—所以在2 2 CB 2a?上取•点D 使CD=1,那么有得二着二詈无论P 如何移动，，△PCD 与MCP 始歿相似‘敌PD丄RP 始终成立・所\^AP^-fiP^AP^PD.扛中儿 Q 为定点.故A 、P 、2 2。
2020年中考数学线段最值问题之阿波罗尼斯圆问题(含答案)
2020中考数学线段最值问题之阿波罗尼斯圆(阿氏圆)【知识背景】阿波罗尼斯与阿基米德、欧几里德齐名,被称为亚历山大时期数学三巨匠。
阿波罗尼斯对圆锥曲线有深刻而系统的研究,其主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书，阿波罗尼斯圆是其研究成果之一，本文主要讲述阿波罗尼斯圆在线段最值中的应用，下文中阿波罗尼斯圆简称为“阿氏圆”。
【定 义】阿氏圆是指：平面上的一个动点P 到两个定点A ，B 的距离的比值等于k ，且k≠1的点P 的轨迹称之为阿氏圆。
即：)1(≠=k k PBPA，如下图所示：上图为用几何画板画出的动点P 的轨迹，分别是由图中红色和蓝色两部分组成的的圆，由于是静态文档的形式，无法展示动图，有兴趣的可以用几何画板试一试。
【几何证明】证明方法一：初中纯几何知识证明：阿氏圆在高中数学阶段可以建立直角坐标系，用解析几何的方式来确定其方程。
但在初中阶段，限于知识的局限性，我们可以采用纯几何的证明方式，在证明前需要先明白角平分线定理及其逆定理，请看下文： 知识点1：内角平分线定理及逆定理若AD 是∠BAC 的角平分线，则有：CDBDAC AB =。
即“两腰之比”等于“两底边之比”。
其逆定理也成立：即CDBDAC AB =，则有：AD 是∠BAC 的角平分线。
知识点2：外角平分线定理及其逆定理若AD 是△ABC 外角∠EAC 的角平分线，则有CDBDAC AB =。
即“两腰之比”等于“两底边之比”。
其逆定理也成立：即CDBDAC AB =，则有：AD 是外角∠EAC 的角平分线。
【阿氏圆的证明】有了上述两个知识储备后，我们开始着手证明阿氏圆。
①如上图，根据阿氏圆的定义： 当P 点位于图中P 点位置时有：k PB PA =，当P 点位于图中N 点位置时有：k NBNA=， 所以有：NBNAPB PA =，所以PN 是∠APB 的角平分线，∴∠1=∠2. 当P 点位于图中M 点位置时有：PBPAk MB MA ==， 所以有：MBMNPB PA =，所以PM 是∠EPA 的角平分线，∴∠3=∠4. 又∵∠1+∠2+∠3+∠4=180° ∴2∠1+2∠3=180° ∴∠1+∠3=90°故∠MPN=90°，所以动点P 是在以MN 为直线的圆上。
最值模型之阿氏圆(解析版)
最值模型之阿氏圆“PA+k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。
1.当k值为1时，即可转化为“PA+PB”之和最短问题，就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理，即可以转化为轴对称问题来处理;2.当k取任意不为1的正数时，若再以常规的轴对称思想来解决问题，则无法进行，因此必须转换思路。
此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同来分类，一般分为2类研究。
即点P在直线上运动和点P 在圆上运动。
点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。
模型建立：PA+k∙PB的最小值。
阿氏圆钥匙：构造母子三角形相似阿氏圆口诀：两定一动阿氏圆，母子相似很简单。
第一步：确动点的运动轨迹(圆)，以点0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0(将系数不为1的线段的固定端点与圆心相连接)，即连接OP,OB。
第三步：计算这两条线段长度的比k;第四步：在0B上取点C,使得OC=k∙OP;OCOP=OPOB=k, ∠O=∠O，可得△POC∽△BOP可得：OCOP=PCPB=k, PC=k∙PB第五步：则PA+k∙PB≥PA+PC≥AC,即当A，P,C三点共线时可得最小值。
[提升：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1k，再构造△相似进行计算.]1如图，在Rt△ABC中，AB=AC=4，点E，F分别是AB，AC的中点，点P是扇形AEF的EF上任意一点，连接BP，CP，则12BP+CP的最小值是 17 ．思路引领：在AB 上取一点T ，使得AT =1，连接PT ，PA ，CT ．证明△PAT ∽△BAP ，推出PT PB=AP AB=12，推出PT =12PB ，推出12PB +CP =CP +PT ，根据PC +PT ≥TC ，求出CT 即可解决问题．答案详解：在AB 上取一点T ，使得AT =1，连接PT ，PA ，CT ．∵PA =2．AT =1，AB =4，∴PA 2=AT •AB ，∴PA AT =AB PA，∵∠PAT =∠PAB ，∴△PAT ∽△BAP ，∴PT PB =AP AB =12，∴PT =12PB ，∴12PB +CP =CP +PT ，∵PC +PT ≥TC ，在Rt △ACT 中，∵∠CAT =90°，AT =1，AC =4，∴CT =AT 2+AC 2=17，∴12PB +PC ≥17，∴12PB +PC 的最小值为17．故答案为17．一、选择题(共1小题)1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12PB +PC 的最小值等于()A.4B.32C.17D.15试题分析：在AB 上截取AQ =1，连接AP ，PQ ，CQ ，证明△APQ ∽△ABP ，可得PQ =12PB ，则12PB +PC =PC +PQ ，当C 、Q 、P 三点共线时，PC +PQ 的值最小，求出CQ 即为所求．答案详解：解：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 AB=12，∵AP =2，AQ =1，∴AQ AP =12，∵∠PAQ =∠BAP ，∴△APQ ∽△ABP ，∴PQ =12PB ，∴12PB +PC =PC +PQ ≥CQ ，在Rt △ACQ 中，AC =4，AQ =1，∴QB =AC 2+AQ 2=17，∴12PB +PC 的最小值17，故选：C ．二、填空题(共7小题)2如图，在Rt △ABC 中，∠C =90°，AC =9，BC =4，以点C 为圆心，3为半径做⊙C ，分别交AC ，BC 于D ，E 两点，点P 是⊙C 上一个动点，则13PA +PB 的最小值为 17 ．试题分析：在AC 上截取CQ =1，连接CP ，PQ ，BQ ，证明△ACP ∽△PCQ ，可得PQ =13AP ，当B 、Q 、P 三点共线时，13PA +PB 的值最小，求出BQ 即为所求．答案详解：解：在AC 上截取CQ =1，连接CP ，PQ ，BQ ，∵AC =9，CP =3，∴CP AC=13，∵CP =3，CQ =1，∴CQ CP=13，∴△ACP ∽△PCQ ，∴PQ =13AP ，∴13PA +PB =PQ +PB ≥BQ ，∴当B 、Q 、P 三点共线时，13PA +PB 的值最小，在Rt △BCQ 中，BC =4，CQ =1，∴QB =17，∴13PA +PB 的最小值17，故答案为：17．3如图，在Rt △ABC 中，∠ACB =90°，AC =6，BC =8，D 、E 分别是边BC 、AC 上的两个动点，且DE =4，P 是DE 的中点，连接PA ，PB ，则PA +14PB 的最小值为 1452 ．试题分析：如图，在CB 上取一点F ，使得CF =12，连接PF ，AF ．利用相似三角形的性质证明PF =14PB ，根据PF +PA ≥AF ，利用勾股定理求出AF 即可解决问题．答案详解：解：如图，在CB 上取一点F ，使得CF =12，连接PF ，AF ．∵∠DCE =90°，DE =4，DP =PE ，∴PC =12DE =2，∵CF CP =14，CP CB =14，∴CF CP =CP CB，∵∠PCF =∠BCP ，∴△PCF ∽△BCP ，∴PF PB =CF CP =14，∴PF =14PB ，∴PA +14PB =PA +PF ，∵PA +PF ≥AF ，AF =CF 2+AC 2=12 2+62=1452，∴PA +14PB ≥1452，∴PA +14PB 的最小值为1452，故答案为1452．4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 410 ．试题分析：延长OB 到T ，使得BT =OB ，连接MT ，CT ．利用相似三角形的性质证明MT =2DM ，求CM +2DM 的最小值问题转化为求CM +MT 的最小值．求出CT 即可判断．答案详解：解：延长OB 到T ，使得BT =OB ，连接MT ，CT ．∵OM =6，OD =DB =3，OT =12，∴OM 2=OD •OT ，∴OMOD =OT OM，∵∠MOD =∠TOM ，∴△MOD ∽△TOM ，∴DM MT =OM OT=12，∴MT =2DM ，∵CM +2DM =CM +MT ≥CT ，又∵在Rt △OCT 中，∠COT =90°，OC =4，OT =12，∴CT =OC 2+OT 2=42+122=410，∴CM +2DM ≥410，∴CM +2DM 的最小值为410，∴答案为410．5如图所示，∠ACB =60°，半径为2的圆O 内切于∠ACB ．P 为圆O 上一动点，过点P 作PM 、PN 分别垂直于∠ACB 的两边，垂足为M 、N ，则PM +2PN 的取值范围为6-23≤PM +2PN ≤6+23 ．试题分析：PM +2PN =212PM +PN ，作MH ⊥PN ，HP =12PM ，确定HN 的最大值和最小值．答案详解：解：作MH⊥NP于H，作MF⊥BC于F，∵PM⊥AC，PN⊥CB，∴∠PMC=∠PNC=90°，∴∠MPN=360°-∠PMC-∠PNC-∠C=120°，∴∠MPH=180°-∠MPN=60°，∴HP=PM•cos∠MPH=PM•cos60°=12PM，∴PN+12PM=PN+HP=NH，∵MF=NH，∴当MP与⊙O相切时，MF取得最大和最小，如图1，连接OP，OG，OC，可得：四边形OPMG是正方形，∴MG=OP=2，在Rt△COG中，CG=OG•tan60°=23，∴CM=CG+GM=2+23，在Rt△CMF中，MF=CM•sin C=(2+23)×32=3+3，∴HN=MF=3+3，=2HN=6+23，PM+2PN=212PM+PN如图2，由上知：CG=23，MG=2，∴CM=23-2，∴HM=(23-2)×32=3-3，=2HN=6-23，∴PM+2PN=212PM+PN∴6-23≤PM+2PN≤6+23．6如图，已知菱形ABCD的边长为8，∠B=60°，圆B的半径为4，点P是圆B上的一个动点，则PD-12PC 的最大值为237 ．试题分析：连接PB ，在BC 上取一点G ，使得BG =2，连接PG ，DG ，过点D 作DH ⊥BC 交BC 的延长线于H ．利用相似三角形的性质证明PG =12PC ，再根据PD -12PC =PD -PG ≤DG ，求出DG ，可得结论．答案详解：解：连接PB ，在BC 上取一点G ，使得BG =2，连接PG ，DG ，过点D 作DH ⊥BC 交BC 的延长线于H ．∵PB =4，BG =2，BC =8，∴PB 2=BG •BC ，∴PB BG=BC PB ，∵∠PBG =∠CBP ，∴△PBG ∽△CBP ，∴PG PC =PB BC =12，∴PG =12PC ，∵四边形ABCD 是菱形，∴AB ∥CD ，AB =CD =BC =8，∴∠DCH =∠ABC =60°，在Rt △CDH 中，CH =CD •cos60°=4，DH =CD •sin60°=43，∴GH =CG +CH =6+4=10，∴DG =GH 2+DH 2=102+(43)2=237，∵PD -12PC =PD -PG ≤DG ，∴PD -12PC ≤237，∴PD -12PC 的最大值为237．7如图，在△ABC 中，BC =6，∠BAC =60°，则2AB +AC 的最大值为421 ．试题分析：由2AB +AC =2AB +12AC 得12AC =AE ，再将AB +AE 转化成一条线段BP ，可证出∠P 是定角，从而点P 在△PBC 的外接圆上运动，当BP 为直径时，BP 最大解决问题．答案详解：解：∵2AB +AC =2AB +12AC ，∴求2AB +AC 的最大值就是求2AB +12AC 的最大值，过C 作CE ⊥AB 于E ，延长EA 到P ，使得AP =AE ，∵∠BAC =60°，∴EA =12AC =AP ，∴AB +12AC =AB +AP ，∵EC =3AE ，PE =2AE ，由勾股定理得：PC =7AE ，∴sin P =CE CP =3AE 7AE=217，∴∠P 为定值，∵BC =6是定值，∴点P 在△CBP 的外接圆上，∵AB +AP =BP ，∴当BP 为直径时，AB +AP 最大，即BP '，∴sin P '=sin P =BC BP '=217，解得BP '=221，∴AB +AP =221，∴2AB +AC =2(AB +AP )=421，故答案为：421．8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2PA +PB 的最小值为25 ．试题分析：2PA +PB =2PA +22PB ，利用相似三角形构造22PB ．答案详解：解：设⊙O 半径为r ，OP =r =12BC =2，OB =2r =22，取OB 的中点I ，连接PI ，∴OI =IB =2，∵OP OI =22=2，OB OP =222=2，∴OP OI =OB OP，∠O 是公共角，∴△BOP ∽△POI ，∴PI PB =OI OP=22，∴PI =22PB ，∴AP +22PB =AP +PI ，∴当A 、P 、I 在一条直线上时，AP +22PB 最小，作IE ⊥AB 于E ，∵∠ABO =45°，∴IE =BE =22BI =1，∴AE =AB -BE =3，∴AI =32+12=10，∴AP +22PB 最小值=AI =10，∵2PA +PB =2PA +22PB ，∴2PA +PB 的最小值是2AI =2×10=25．故答案是25．三、解答题(共8小题)1如图，在6×6的正方形网格中，A 、B 、C 、D 均为小正方形的顶点，请仅用无刻度的直尺作图，保留作图痕迹．(1)在图1中作出AC 边上的点E ，使得AE =3CE ；(2)在图2中作出BC 边上的点F (不与点B 重合)，使得BD =DF ；(3)在图3中作出AB 边上的点G ，使得tan ∠ACG =12．试题分析：(1)如图1中，取格点M ，N ，连接MN 交AC 于点E ，点E 即为所求．(2)如图2中，取格点T ，连接AT 交BC 于点F ，连接DF ，点F 即为所求．(3)如图3中，取格点R ，连接AR ，得到AR 的中点J ，连接CJ 交AB 于点G ，点G 即为所求．答案详解：解：(1)如图1中，点E即为所求．(2)如图2中，点F即为所求．(3)如图3中，点G即为所求．2已知，AB是⊙O的直径，AB=42，AC=BC．(1)求弦BC的长；(2)若点D是AB下方⊙O上的动点(不与点A，B重合)，以CD为边，作正方形CDEF，如图1所示，若M 是DF的中点，N是BC的中点，求证：线段MN的长为定值；(3)如图2，点P是动点，且AP=2，连接CP，PB，一动点Q从点C出发，以每秒2个单位的速度沿线段CP匀速运动到点P，再以每秒1个单位的速度沿线段PB匀速运动到点B，到达点B后停止运动，求点Q 的运动时间t的最小值．试题分析：(1)AB是⊙O的直径，AC=BC可得到△ABC是等腰直角三角形，从而得道答案；(2)连接AD、CM、DB、FB，首先利用△ACD≌△BCF，∠CBF=∠CAD，证明D、B、F共线，再证明△CMB是直角三角形，根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半，即可得证；(3)“阿氏圆”的应用问题，以A为圆心，AP为半径作圆，在AC上取点M，使AM=1，连接PM，过M作MH⊥AB于H，连接BM交⊙A于P'，先证明PM=PC2，PC2+BP最小，即是PM+BP最小，此时P、B、M共线，再计算BM的长度即可．答案详解：解：(1)∵AB是⊙O的直径，∴∠ABC=90°，∵AC=BC，∴△ABC是等腰直角三角形，∠CAB=45°，∵AB=42，∴BC=AB•sin45°=4；(2)连接AD、CM、DB、FB，如图：∵△ABC 是等腰直角三角形，四边形CDEF 是正方形，∴CD =CF ，∠DCF =∠ACB =90°，∴∠ACD =90-∠DCB =∠BCF ，又AC =BC ，∴△ACD ≌△BCF (SAS )，∴∠CBF =∠CAD ，∴∠CBF +∠ABC +∠ABD =∠CAD +∠ABC +∠ABD=∠DAB +∠CAB ++∠ABC +∠ABD=∠DAB +45°+45°+∠ABD ，而AB 是⊙O 的直径，∴∠ADB =90°，∴∠DAB +∠ABD =90°，∴∠CBF +∠ABC +∠ABD =180°，∴D 、B 、F 共线，∵四边形CDEF 是正方形，∴△DCF 是等腰直角三角形，∵M 是DF 的中点，∴CM ⊥DF ，即△CMB 是直角三角形，∵N 是BC 的中点，∴MN =12BC =2，即MN 为定值；(3)以A 为圆心，AP 为半径作圆，在AC 上取点M ，使AM =1，连接PM ，过M 作MH ⊥AB 于H ，连接BM 交⊙A 于P '，如图：一动点Q 从点C 出发，以每秒2个单位的速度沿线段CP 匀速运动到点P ，再以每秒1个单位的速度沿线段PB 匀速运动到点B ，∴Q 运动时间t =PC 2+BP ，∵AM =1，AP =2，AC =BC =4，∴AM AP =AP AC=12，又∠MAP =∠PAC ，∴△MAP ∽△PAC ，∴PM PC =AM AP =12，∴PM =PC 2，∴PC 2+BP 最小，即是PM +BP 最小，此时P 、B 、M 共线，即P 与P '重合，t =PC 2+BP 最小值即是BM 的长度，在Rt △AMH 中，∠MAH =45°，AM =1，∴AH =MH =22，∵AB =42，∴BH=AB-AH=722，Rt△BMH中，BM=BH2+MH2=5，∴点Q的运动时间t的最小值为5．3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．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OPOD=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．下面是该题的解答过程(部分)：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+23BD的最小值．试题分析：(1)在OD上取点M，使得OM：OP=OP：OD=k，利用相似三角形的性质以及两点之间线段最短解决问题即可．(2)利用(1)中结论计算即可．答案详解：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CM=OC2+OM2=m2+(kr)2=m2+k2r2．(2)∵AC=m=4，CDBC=23，在CB上取一点M，使得CM=23CD=43，∴AD+23BD的最小值为42+43 2=4103．4如图1，⊙O的半径为r(r>0)，若点P'在射线OP上，满足OP'⋅OP=r2，则称点P'是点P关于⊙O的“反演点”．(1)若点A关于⊙O的“反演点”是本身，那么点A与⊙O的位置关系为B．A.点A在⊙O内B.点A在⊙O上C.点A在⊙O外(2)如图1，若⊙O的半径为4，点P'是点P关于⊙O的“反演点”，且PP'=6，过点P的直线与⊙O相切于点Q，求PQ长．(3)如图2，若⊙O的半径为4，点Q在⊙O上，点A在⊙O内，且OA=2，点Q'、A'分别是点Q、A关于⊙O的“反演点”，过点A'作A'B⊥A'O且A'B=A'O，连接BQ'，Q'A'，求BQ'+12Q'A'的最小值．试题分析：(1)因为OA2=r2，所以OA=r，从而得出点A在圆上；(2)连接OQ，根据OP′•OP=r2得出OP′的值，洁儿根据勾股定理求得PQ；(3)可证得△AOQ′∽△Q′OA′，从而得出AQ′=12A'Q'，进而得出当B、Q′、A共线时，BQ′+12A'Q'最小，进一步求得结果．答案详解：解：(1)由题意得：OA2=r2，∴OA=r，∴点A在⊙O上，故答案为：B；(2)如图1，连接OQ，∵点P'是点P关于⊙O的“反演点”，∴OP′•OP=r2，∴OP′•(OP′+6)=16，∴OP′=2，∴OP=8，∵PQ是⊙O的切线，∴OQ⊥PQ，∴∠PQO =90°，∴PQ =OP 2-OQ 2=82-42=43；如图2，∵点Q '、A '分别是点Q 、A 关于⊙O 的“反演点”，∴点Q 在⊙O 上，OQ 2=OA •OA ′，∴OQ OA '=OA OQ ，OA ′=8，∴∠O 为公共角，A ′B =8，AA ′=6，∴△AOQ ′∽△Q ′OA ′，∴AQ 'A 'Q '=OA OQ =12，∴AQ ′=12A 'Q '，∴BQ ′+12A 'Q '=AQ ′+BQ ′，∴当B 、Q ′、A 共线时，BQ ′+12A 'Q '最小，最小为AB ，∵AB =A 'A 2+A 'B 2=10，∴BQ ′+12Q 'A ' 最小=10．5【根底巩固】(1)如图，在△ABC 中，D 为AB 上一点，∠ACD =∠B ．求证：AC 2=AD •AB ．【尝试应用】(2)如图2，在菱形ABCD 中，E ，F 分别为BC ，DC 上的点，且∠EAF =12∠BAD ，射线AE 交DC 的延长线于点M ，射线AF 交BC 的延长线于点N ．若AF =4，CF =2，AM =10．求：①CM 的长；②FN 的长．【拓展进步】(3)如图3，在菱形ABCD 中，AB =6，∠B =60°，以点B 为圆心作半径为3的圆，其中点P 是圆上的动点，请直接写出PD +12PC 的最小值．试题分析：(1)证明△ADC ∽△ACB ，得出AD AC =AC AB ，则可得出结论；(2)①连接AC ，证明△FAC ∽△FMA ，从而得出AF CF =FM AF =AM AC ，进一步求得结果；②可证明△NAC ∽△AMC ，从而AC CM =AN AM ，进而求得结果；(3)在BC 上截取BE =32，可证得△PBE ∽△CBP ，进而得出PE =12PC ，从而PD +12PC =PD +PE ，当D 、P 、E 共线时，PD +PE 最小=DE ，此时P 在P ′处，然后解斜三角形CDE ，进一步求得结果．答案详解：(1)证明：如图1，∵∠ACD =∠B ，∠A =∠A ，∴△ADC ∽△ACB ，∴AD AC =AC AB ，∴AC 2=AD •AB ．(2)①解：如图2，连接AC ，∵四边形ABCD 是菱形，∴AB ∥CD ，∠BAC =∠CAD =12∠BAD ，∵∠EAF =12∠BAD ，∴∠BAC =∠EAF ，即∠BAM +∠MAC =∠MAC +∠CAF ，∴∠BAM =∠CAF ，∵AB ∥CD ，∴∠BAM =∠M ，∴∠CAF =∠M ，∵∠AFC =∠MFA ，∴△FAC ∽△FMA ，∴AF CF =FM AF =AM AC ，∵AF =4，CF =2，AM =10，∴42=FM 4=10AC ，∴FM =8，AC =5，∴CM =FM -CF =8-2=6，②∵四边形ABCD 是菱形，∴ADB ∥BC ，∠BAC =∠CAD =12∠BAD ，∵∠EAF =12∠BAD ，∴∠CAD =∠EAF ，即∠DAN +∠NAC =∠NAC +∠CAM ，∴∠DAN =∠CAM ，∵AD ∥BC ，∴∠DAN =∠N ，∴∠CAM =∠N ，由①知：∠CAF =∠M ，∴△NAC ∽△AMC ，∴AC CM =AN AM ，即56=AN 10，∴AN =253，∴FN =AN -AF =253-4=133；(3)如图3，在BC 上截取BE =32，∵BE BP =BP BC=12，∠PBE =∠CBE ，∴△PBE ∽△CBP ，∴PE PC =PB BC =12，∴PE =12PC ，∴PD +12PC =PD +PE ，∴当D 、P 、E 共线时，PD +PE 最小=DE ，此时P 在P ′处，作DF ⊥BC ，交BC 的延长线于F ，在Rt △CDF 中，CD =BC =6，∠DCF =60°，∴CF =6•cos60°=3，DF =6•sin60°=33，在Rt △DEF 中，DF =33，EF =CE +CF =6-32+3=152，∴DE =(33)2+152 2=3372，∵PD +12PC 最小=3372．6如图，在平面直角坐标系中，抛物线y =14x 2-32x -4与x 轴交于A 、B 两点，与y 轴交于点C ．(1)求点A 、B 、C 的坐标；(2)如图1，连接BC ，点D 是抛物线上一点，若∠DCB =∠ABC ，求点D 的坐标；(3)如图2，若点P 在以点O 为圆心，OA 长为半径作的圆上，连接BP 、CP ，请你直接写出12CP +BP 的最小值．试题分析：(1)分别令x =0和y =0解方程可得结论；(2)分两种情况：①当点D 在x 轴的上方时，根据等角对等边可得CE =BE ，设OE =a ，根据勾股定理列方程可得a 的值，确定CE 的解析式，联立直线CE 和抛物线的解析式列方程解出可得点D 的坐标；②当点D 在x 轴的下方时，根据内错角相等可得CD 与x 轴平行，C 和D 是对称点，可得点D 的坐标；(3)如图3，根据12PC +BP =PM +PB ，确定当B 、P 、M 三点共线时，12CP +BP 的值最小，根据勾股定理可得BM 的长，可得结论．答案详解：解：(1)当x =0时，y =-4，当y =0时，14x 2-32x -4=0，解得：x 1=8，x 2=-2，∴A (-2，0)，B (8，0)，C (0，-4)；(2)分两种情况：①当点D 在x 轴上方时，如图1，CD 交x 轴于点E ，∵∠DCB =∠ABC ，∴CE =BE ，设OE =a ，则BE =8-a ，Rt △OCE 中，由勾股定理得：a 2+42=(8-a )2，解得：a =3，∴E (3，0)，∵C (0，4)，设CE 的解析式为：y =kx +b ，则3k +b =0b =-4 ，解得：k =43b =-4 ，∴CE 的解析式为：y =43x -4，∵14x 2-32x -4=43x -4，解得：x 1=0，x 2=343，∴D 343，1009 ；②当点D 在x 轴的下方时，如图2，∵∠DCB =∠ABC ，∴CD ∥x 轴，∴C 和D关于抛物线的对称轴对称，∴D (6，-4)；综上，点D 的坐标为343，1009 或(6，-4)；(3)如图3，连接OP ，PM ，在y 轴截取OM ，使OM OP =OP OC =12，∵∠POM =∠POC ，∴△POM ∽△COP ，∴PM PC =12，∴PM =12PC ，∴12PC +BP =PM +PB ，当B 、P 、M 三点共线时，12CP +BP 的值最小，在Rt △BOM 中，BM =OB 2+OM 2=82+12=65，即12CP +BP 的最小值是65．7如图，抛物线y =-x 2+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 =-x 2+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．试题分析：(1)利用待定系数法求出抛物线解析式；(2)先利用待定系数法求出直线AB 的解析式，进而利用平行四边形的对边相等建立方程求解即可；(3)①先判断出要以点A ，E ，F ，H 为顶点的四边形是矩形，只有EF 为对角线，利用中点坐标公式建立方程即可；②先取EG 的中点P 进而判断出△PEM ∽△MEA 即可得出PM =12AM ，连接CP 交圆E 于M ，再求出点P 的坐标即可得出结论．答案详解：解：(1)∵点A (-4，-4)，B (0，4)在抛物线y =-x 2+bx +c 上，∴-16-4b +c =-4c =4，∴b =-2c =4 ，∴抛物线的解析式为y =-x 2-2x +4；(2)设直线AB 的解析式为y =kx +n 过点A ，B ，∴n =4-4k +n =-4 ，∴k =2n =4 ，∴直线AB 的解析式为y =2x +4，设E (m ，2m +4)，∴G (m ，-m 2-2m +4)，∵四边形GEOB 是平行四边形，∴EG =OB =4，∴-m 2-2m +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，∴EF 与AH 互相平分，∴12(-4+0)=12(a +a )，12(-4+p )=122a +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 =5，∴PE ME =525=12，∵ME AE =525=12，∴PEME =ME AE =12，∵∠PEM =∠MEA ，∴△PEM ∽△MEA ，∴PM AM =ME AE =12，∴PM =12AM ，∴12AM +CM 的最小值=PC ，设点P (p ，2p +4)，∵E (-2，0)，∴PE 2=(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 =-52 2+(-1+6)2=552，即：12AM +CM 的最小值为552．8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，连接AP 、BP ，求AP +12BP 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 =12，又∵∠PCD =∠BCP ，∴△PCD ∽△BCP ．∴PD BP =12，∴PD =12BP ，∴AP +12BP =AP +PD ．请你完成余下的思考，并直接写出答案：AP +12BP 的最小值为 37 ．(2)自主探索：在“问题提出”的条件不变的情况下，13AP +BP 的最小值为 2337 ．(3)拓展延伸：已知扇形COD 中，∠COD =90°，OC =6，OA =3，OB =5，点P 是CD 上一点，求2PA +PB 的最小值．试题分析：(1)利用勾股定理即可求出，最小值为AD =37；(2)连接CP ，在CA 上取点D ，使CD =23，则有CD CP =CP CA =13，可证△PCD ∽△ACP ，得到PD =13AP ，即：13AP +BP =BP +PD ，从而13AP +BP 的最小值为BD ；21(3)延长OA 到点E ，使CE =6，连接PE 、OP ，可证△OAP ∽△OPE ，得到EP =2PA ，得到2PA +PB =EP +PB ，当E 、P 、B 三点共线时，得到最小值．答案详解：解：(1)如图1，连接AD ，∵AP +12BP =AP +PD ，要使AP +12BP 最小，∴AP +AD 最小，当点A ，P ，D 在同一条直线时，AP +AD 最小，即：AP +12BP 最小值为AD ，在Rt △ACD 中，CD =1，AC =6，∴AD =AC 2+CD 2=37，AP +12BP 的最小值为37，故答案为：37；(2)如图2，连接CP ，在CA 上取点D ，使CD =23，∴CD CP =CP CA =13，∵∠PCD =∠ACP ，∴△PCD ∽△ACP ，∴PD AP =13，∴PD =13AP ，∴13AP +BP =BP +PD ，∴同(1)的方法得出13AP +BP 的最小值为BD =BC 2+CD 2=2337．故答案为：2337；(3)如图3，延长OA 到点E ，使CE =6，∴OE=OC +CE =12，连接PE 、OP ，∵OA =3，∴OA OP =OP OE =12，∵∠AOP =∠AOP ，∴△OAP ∽△OPE ，∴AP EP =12，∴EP =2PA ，∴2PA +PB =EP +PB ，∴当E 、P 、B 三点共线时，取得最小值为：BE =OB 2+OE 2=13．。
专题11最值模型之阿氏圆(原卷版)
B专题11 最值模型之阿氏圆“PA+k ·PB ”型的最值问题是近几年中考考查的热点更是难点。
1.当k 值为1时，即可转化为“PA+PB ”之和最短问题，就可用我们常见的“饮马问题”模型来处理，即可以转化为轴对称问题来处理;2.当k 取任意不为1的正数时，若再以常规的轴对称思想来解决问题，则无法进行，因此必须转换思路。
此类问题的处理通常以动点P 所在图像的不同来分类，一般分为2类研究。
即点P 在直线上运动和点P 在圆上运动。
点P 在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。
模型建立： PA+k ∙PB 的最小值。
阿氏圆钥匙： 构造母子三角形相似 阿氏圆口诀：两定一动阿氏圆，母子相似很简单。
第一步：确动点的运动轨迹（圆）， 以点0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0（将系数不为1的线段的固定端点 与圆心相连接），即连接OP ,OB 。
第三步：计算这两条线段长度的比k;第五步：在0B 上取点C,使得OC= k∙OP ; OCOP =OPOB =k, ∠O= ∠O ， 可得△ POC ∽ △ BOP 可得： OCOP =PCPB =k, PC=k ∙PB第六步：则PA+k ∙PB ≥PA+PC ≥AC,即当A ，P ,C 三点共线时可得最小值。
［提升：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1k ，再构造△相似进行计算.］Rt △ABC 中，AB ＝AC ＝4，点E ，F 分别是AB ，AC 的中点，点P 是扇形AEF的EF ̂上任意一点，连接BP ，CP，则12BP +CP 的最小值是 √17 ．思路引领：在AB 上取一点T ，使得AT ＝1，连接PT ，PA ，CT ．证明△PAT ∽△BAP ，推出PTPB =APAB =12，推出PT =12PB ，推出12PB +CP ＝CP +PT ，根据PC +PT ≥TC ，求出CT 即可解决问题． 答案详解：在AB 上取一点T ，使得AT ＝1，连接PT ，PA ，CT ．∵PA ＝2．AT ＝1，AB ＝4，∴PA 2＝AT •AB ， ∴PA AT=AB PA，∵∠PAT ＝∠PAB ， ∴△PAT ∽△BAP ， ∴PTPB =APAB =12， ∴PT =12PB ， ∴12PB +CP ＝CP +PT ，∵PC +PT ≥TC ，在Rt △ACT 中，∵∠CAT ＝90°，AT ＝1，AC ＝4， ∴CT =√AT 2+AC 2=√17， ∴12PB +PC ≥√17，∴12PB +PC 的最小值为√17． 故答案为√17．一．选择题（共1小题）1．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12PB +PC 的最小值等于（ ）实战训练A．4B．3√2C．√17D．√15二．填空题（共7小题）2．如图，在Rt△ABC中，∠C＝90°，AC＝9，BC＝4，以点C为圆心，3为半径做⊙C，分别交AC，BC于D，E两点，点P是⊙C上一个动点，则13P A+PB的最小值为√．3．如图，在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝6，BC＝8，D、E分别是边BC、AC上的两个动点，且DE＝4，P是DE的中点，连接P A，PB，则P A+14PB的最小值为．4．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√10．5．如图所示，∠ACB＝60°，半径为2的圆O内切于∠ACB．P为圆O上一动点，过点P作PM、PN分别垂直于∠ACB的两边，垂足为M、N，则PM+2PN的取值范围为√≤√．6．如图，已知菱形ABCD的边长为8，∠B＝60°，圆B的半径为4，点P是圆B上的一个动点，则PD−12PC的最大值为√．7．如图，在△ABC中，BC＝6，∠BAC＝60°，则2AB+AC的最大值为√．8．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√2P A+PB的最小值为√．三．解答题（共8小题）9．如图，在6×6的正方形网格中，A、B、C、D均为小正方形的顶点，请仅用无刻度的直尺作图，保留作图痕迹．（1）在图1中作出AC边上的点E，使得AE＝3CE；（2）在图2中作出BC边上的点F（不与点B重合），使得BD＝DF；（3）在图3中作出AB边上的点G，使得tan∠ACG=12．10．已知，AB是⊙O的直径，AB=4√2，AC＝BC．（1）求弦BC的长；（2）若点D是AB下方⊙O上的动点（不与点A，B重合），以CD为边，作正方形CDEF，如图1所示，若M是DF的中点，N是BC的中点，求证：线段MN的长为定值；（3）如图2，点P是动点，且AP＝2，连接CP，PB，一动点Q从点C出发，以每秒2个单位的速度沿线段CP匀速运动到点P，再以每秒1个单位的速度沿线段PB匀速运动到点B，到达点B后停止运动，求点Q的运动时间t的最小值．11．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．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OPOD=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．下面是该题的解答过程（部分）：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+23BD的最小值．12．如图1，⊙O的半径为r（r＞0），若点P'在射线OP上，满足OP'⋅OP＝r2，则称点P'是点P关于⊙O的“反演点”．（1）若点A关于⊙O的“反演点”是本身，那么点A与⊙O的位置关系为．A．点A在⊙O内B．点A在⊙O上C．点A在⊙O外（2）如图1，若⊙O的半径为4，点P'是点P关于⊙O的“反演点”，且PP'＝6，过点P的直线与⊙O相切于点Q，求PQ长．（3）如图2，若⊙O的半径为4，点Q在⊙O上，点A在⊙O内，且OA＝2，点Q'、A'分别是点Q、A关于⊙O的“反演点”，过点A'作A'B⊥A'O且A'B＝A'O，连接BQ'，Q'A'，求BQ′+12Q′A′的最小值．13．【根底巩固】（1）如图，在△ABC中，D为AB上一点，∠ACD＝∠B．求证：AC2＝AD•AB．【尝试应用】（2）如图2，在菱形ABCD中，E，F分别为BC，DC上的点，且∠EAF=12∠BAD，射线AE交DC的延长线于点M，射线AF交BC的延长线于点N．若AF＝4，CF＝2，AM＝10．求：①CM的长；②FN的长．【拓展进步】（3）如图3，在菱形ABCD中，AB＝6，∠B＝60°，以点B为圆心作半径为3的圆，其中点P是圆上的动点，请直接写出PD+12PC的最小值．14．如图，在平面直角坐标系中，抛物线y =14x 2−32x ﹣4与x 轴交于A 、B 两点，与y 轴交于点C ． （1）求点A 、B 、C 的坐标；（2）如图1，连接BC ，点D 是抛物线上一点，若∠DCB ＝∠ABC ，求点D 的坐标；（3）如图2，若点P 在以点O 为圆心，OA 长为半径作的圆上，连接BP 、CP ，请你直接写出12CP +BP的最小值．15．如图，抛物线y ＝﹣x 2+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 ＝﹣x 2+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．16．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，连接AP 、BP ，求AP +12BP 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=12，又∵∠PCD ＝∠BCP ，∴△PCD ∽△BCP ．∴PD BP=12，∴PD =12BP ，∴AP +12BP ＝AP +PD ． 请你完成余下的思考，并直接写出答案：AP +12BP 的最小值为 √ ．（2）自主探索：在“问题提出”的条件不变的情况下，13AP +BP 的最小值为 √37 ．（3）拓展延伸：已知扇形COD 中，∠COD ＝90°，OC ＝6，OA ＝3，OB ＝5，点P 是CD ̂上一点，求2P A +PB 的最小值．。
(完整版)专题：阿氏圆与线段和最值问题(含答案),推荐文档
专题：阿氏圆与线段和最值问题以阿氏圆(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例题1、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+BP 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＝＝，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．（2）自主探索：在“问题提出”的条件不变的情况下，AP+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 是上一点，求2P A+PB 的最小值．【分析】（1）利用勾股定理即可求出，最小值为AD ＝；（2）连接CP，在CA上取点D，使CD＝，则有，可证△PCD∽△ACP，得到PD＝AP，即：AP+BP＝BP+PD，从而AP+BP的最小值为BD；（3）延长OA到点E，使CE＝6，连接PE、OP，可证△OAP∽△OPE，得到EP＝2P A，得到2P A+PB＝EP+PB，当E、P、B三点共线时，得到最小值．【解答】解：（1）如图1，连结AD，∵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，在Rt△ACD中，CD＝1，AC＝6，∴AD＝＝，AP+BP的最小值为，故答案为：；（2）如图2，连接CP，在CA上取点D，使CD＝，∴，∵∠PCD＝∠ACP，∴△PCD∽△ACP，∴，∴PD＝AP，∴AP+BP＝BP+PD，∴同（1）的方法得出AP+BP的最小值为BD＝＝．故答案为：；（3）如图3，延长OA到点E，使CE＝6，∴OE＝OC+CE＝12，连接PE、OP，∵OA＝3，∴，∵∠AOP＝∠AOP，∴△OAP∽△OPE，∴，∴EP＝2P A，∴2P A+PB＝EP+PB，∴当E、P、B三点共线时，取得最小值为：BE＝＝13．【点评】此题是圆的综合题，主要考查了勾股定理，相似三角形的判定和性质，极值的确定，还考查了学生的阅读理解能力，解本题的关键是根据材料中的思路构造出△PCD ∽△ACP和△OAP∽△OPE，也是解本题的难点．例题2、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．【分析】问题初探：设AC＝x，则AB＝2x，根据三角形三边间的关系知2x﹣x＜4且2x+x ＞4，解之得出x的范围，在此范围内确定AC的值即可得出答案；问题再探：设CD＝a、AD＝b，证△DAC∽△DBA得＝＝，据此知，解之可得；问题解决：设AC＝m、则AB＝2m，根据面积公式可得S△ABC＝2m，由余弦定理可得cosC，代入化简S△ABC＝，结合m的取值范围，利用二次函数的性质求解可得．【解答】解：问题初探，设AC＝x，则AB＝2x，∵BC＝4，∴2x﹣x＜4且2x+x＞4，解得：＜x＜4，取x＝3，则AC＝3、AB＝6，故答案为：6、3；问题再探，∵∠CAD＝∠B，∠D＝∠D，∴△DAC∽△DBA，则＝＝，设CD＝a、AD＝b，∴，解得：，即CD＝；问题解决，设AC＝m、则AB＝2m，根据面积公式可得S△ABC＝AC?BCsinC＝2msinC＝2m，由余弦定理可得cosC＝，∴S△ABC＝2m＝2m＝＝＝由三角形三边关系知＜m＜4，所以当m＝时，S△ABC取得最大值．【点评】本题主要考查三角形三边关系、相似三角形的判定与性质及二次函数的应用，解题的关键是熟练掌握相似三角形的判定与性质、三角形的面积公式、余弦定理及二次函数的性质．例题3、如图，已知AC＝6，BC＝8，AB＝10，⊙C的半径为 4，点 D 是⊙C上的动点，连接AD，BD，则12AD BD的最小值为_________【解答】210例题4、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___________【解答】21练习1．如图，在平面直角坐标系中，点A（4，0），B（4，4），点P在半径为2的圆O上运动，则AP+BP的最小值是．【分析】如图，取点K（1，0），连接OP、PK、BK．由△POK∽△AOP，可得＝＝，推出PK＝PA，在△PBK中，PB+PK≥BK，推出PB+P A＝PB+PK的最小值为BK的长．【解答】解：如图，取点K（1，0），连接OP、PK、BK．∵OP＝2，OA＝4，OK＝1，∴＝＝，∵∠POK＝∠AOP，∴△POK∽△AOP，∴＝＝，∴PK＝P A，∴PB+P A＝PB+PK，在△PBK中，PB+PK≥BK，∴PB+P A＝PB+PK的最小值为BK的长，∵B（4，4），K（1，0），∴BK＝＝5．故答案为5．【点评】本题考查坐标与图形的性质、相似三角形的判定和性质、三角形的三边关系、两点之间的距离公式等知识，解题的关键是灵活运用所学知识解决问题，学会用转化的思想思考问题，属于中考填空题中的压轴题．2．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．【分析】在BC上截取BE＝1，连接BP，PE，由正方形的性质可得BC＝4＝CD，BP＝2，EC＝3，可证△PBE∽△CBP，可得PE＝PC，即当点D，点P，点E三点共线时，PD+PE 有最小值，即PD+PC有最小值，【解答】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【点评】本题考查了正方形的性质，圆的有关知识，相似三角形的判定和性质，添加恰当的辅助线构造相似三角形是本题的关键．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；PD+4PC的最小值为．【分析】①如图，连接PB、在BC上取一点E，使得BE＝1．只要证明△PBE∽△CBP，可得＝＝，推出PD+PC＝PD+PE，再根据三角形的三边关系PE+PD≤DE即可解决问题；②连接DB，PB，在BD上取一点E，使得BE＝，连接EC，作EF⊥BC于F．只要证明△PBE∽△DBP，可得＝＝，推出PE＝PD，推出PD+4PC＝4（PD+PC）＝4（PE+PC），根据三角形的三边关系PE+PC≤EC即可解决问题；【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＝∠CBP，∴△PBE∽△CBP，∴＝＝，∴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．∵PB2＝4，BE?BD＝×4＝4，∴BP2＝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．【点评】本题考查轴对称最短问题、正方形的性质、相似三角形的判定和性质等知识，解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题，学会根据相似三角形解决问题，属于中考填空题中的压轴题．4．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．【分析】如图当A、P、D共线时，PC+PD最小，根据PC+PD＝PM+PD＝DM＝AD﹣AM即可计算．【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﹣＝．【点评】本题考查切线的性质、轴对称﹣最短问题、正方形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质等知识，解题的关键是找到点P的位置，学会通过特殊点探究问题，找到解题的突破口，属于中考常考题型．5．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边上任意一点，在（2）的情况下，试求出EF+F A的最小值．【分析】（1）结论：相切．作CM⊥AB于M．，只要证明CM＝4，即可解决问题；（2）由CF＝4，CD＝2，CA＝8，推出CF2＝CD?CA，推出＝，由∠FCD＝∠ACF，即可推出△FCD∽△ACF；（3）作DE′⊥AB于E′，交⊙C于F′．由△FCD∽△ACF，可得＝＝，推出DF＝AC，推出EF+AF＝EF+DF，所以欲求EF+AF的最小值，就是要求EF+DF 的最小值；【解答】（1）解：结论：相切．理由：作CM⊥AB于M．在Rt△ACM中，∵∠AMC＝90°，∠CAM＝30°，AC＝8，∴CM＝AC＝4，∵⊙O的半径为4，∴CM＝r，∴AB是⊙C的切线．（2）证明：∵CF＝4，CD＝2，CA＝8，∴CF2＝CD?CA，∴＝，∵∠FCD＝∠ACF，∴△FCD∽△ACF．（3）解：作DE′⊥AB于E′，交⊙C于F′．∵△FCD∽△ACF，∴＝＝，∴DF＝AC，∴EF+AF＝EF+DF，∴欲求EF+AF的最小值，就是要求EF+DF的最小值，当E与E′，F与F′重合时，EF+DF的值最小，最小值＝DE′＝AD＝3．【点评】本题考查圆综合题、切线的判定和性质、相似三角形的判定和性质，垂线段最短等知识，解题的关键是学会添加常用辅助线，正确切线的证明方法，学会正确寻找相似三角形解决问题，学会利用垂线段最短解决问题，属于中考压轴题．6．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，连结AP，BP，求AP+BP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＝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．（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．（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2P A+PB的最小值，画出示意图并写出求解过程．【分析】（1）由等边三角形的性质可得CF＝6，AF＝6，由勾股定理可求AD的长；（2）在AB上截取BF＝1，连接PF，PC，由，可证△ABP∽△PBF，可得PF＝AP，即AP+PC＝PF+PC，则当点F，点P，点C三点共线时，AP+PC的值最小，由勾股定理可求AP+PC的值最小值；（3）延长OC，使CF＝4，连接BF，OP，PF，过点F作FB⊥OD于点M，由，可得△AOP∽△POF，可得PF＝2AP，即2PA+PB＝PF+PB，则当点F，点P，点B三点共线时，2AP+PB的值最小，由勾股定理可求2PA+PB的最小值．【解答】解：（1）解：（1）如图1，连结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FB⊥OD于点M，∵OC＝4，FC＝4，∴FO＝8，且OP＝4，OA＝2，∴，且∠AOP＝∠AOP∴△AOP∽△POF∴∴PF＝2AP∴2P A+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＝＝∴2P A+PB的最小值为．【点评】此题是圆的综合题，主要考查了圆的有关知识，勾股定理，相似三角形的判定和性质，极值的确定，还考查了学生的阅读理解能力，解本题的关键是根据材料中的思路构造出相似三角形，也是解本题的难点．7．（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．【分析】（1）如图1中，在BC上取一点G，使得BG＝1．由△PBG∽△CBP，推出＝＝，推出PG＝PC，推出PD+PC＝DP+PG，由DP+PG≥DG，当D、G、P 共线时，PD+PC的值最小，最小值为DG＝＝5．由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．解法类似（1）；（3）如图4中，在BC上取一点G，使得BG＝4，作DF⊥BC于F．解法类似（1）；【解答】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，．【点评】本题考查圆综合题、正方形的性质、菱形的性质、相似三角形的判定和性质、两点之间线段最短等知识，解题的关键是学会构建相似三角形解决问题，学会用转化的思想思考问题，把问题转化为两点之间线段最短解决，题目比较难，属于中考压轴题．8．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）在（2）的前提下，y轴上是否存在一点H，使∠AHF＝∠AEF？如果存在，求出此时点H的坐标，如果不存在，请说明理由．【分析】（1）把A、B点的坐标分别代入代入y＝﹣x2+bx+c得关于b、c的方程组，然后解方程组求出b、c，从而得到抛物线的解析式；（2）先利用待定系数法求出直线AB的解析式为y＝2x+4，设G（x，﹣x2﹣2x+4），则E（x，2x+4），根据平行四边形的判定，当GE＝OB时，且点G在点E的上方，四边形GEOB为平行四边形，从而得到﹣x2﹣2x+4﹣（2x+4）＝4，然后解方程即可得到此时G 点坐标；（3）先确定C（0，﹣6），再利用勾股定理的逆定理证明△BAC为直角三角形，∠BAC ＝90°，接着根据圆周角定理，由∠AHF＝∠AEF可判断点H在以EF为直径的圆上，EF的中点为M，如图，设H（0，t），由于E（﹣2，0），F（﹣2，﹣5），则M（﹣2，﹣），然后根据HM＝EF得到22+（t+）2＝×52，最后解方程即可得到H点的坐标．【解答】解：（1）把A（﹣4，﹣4），B（0，4）代入y＝﹣x2+bx+c得，解得，∴抛物线的解析式为y＝﹣x2﹣2x+4；（2）设直线AB的解析式为y＝kx+m，把A（﹣4，﹣4），B（0，4）代入得，解得，∴直线AB的解析式为y＝2x+4，设G（x，﹣x2﹣2x+4），则E（x，2x+4），∵OB∥GE，∴当GE＝OB时，且点G在点E的上方，四边形GEOB为平行四边形，∴﹣x2﹣2x+4﹣（2x+4）＝4，解得x1＝x2＝﹣2，此时G点坐标为（﹣2，4）；（3）存在．当x＝0时，y＝﹣x﹣6＝﹣6，则C（0，﹣6），∵AB2＝42+82＝80，AC2＝42+22＝20，BC2＝102＝100，∴AB2+AC2＝BC2，∴△BAC为直角三角形，∠BAC＝90°，∵∠AHF＝∠AEF，∴点H在以EF为直径的圆上，EF的中点为M，如图，设H（0，t），∵G（﹣2，4），∴E（﹣2，0），F（﹣2，﹣5），∴M（﹣2，﹣），∵HM＝EF，∴22+（t+）2＝×52，解得t1＝﹣1，t2＝﹣4，∴H点的坐标为（0，﹣1）或（0，﹣4）．【点评】本题考查了二次函数的综合题：熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征和平行四边形的判定；会利用待定系数法求函数解析式；会利用勾股定理的逆定理证明直角三角形，能运用圆周角定理判断点在圆上；理解坐标与图形的性质，记住两点间的距离公式．9．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．【分析】（1）令y＝0，求出抛物线与x轴交点，列出方程即可求出a，根据待定系数法可以确定直线AB解析式．（2）由△PNM∽△ANE，推出＝，列出方程即可解决问题．（3）在y轴上取一点M使得OM′＝，构造相似三角形，可以证明AM′就是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＝﹣x2+x+3，∴PN＝﹣m2+m+3﹣（﹣m+3）＝﹣m2+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′＝＝．【点评】本题考查相似三角形的判定和性质、待定系数法、最小值问题等知识，解题的关键是构造相似三角形，找到线段AM′就是E′A+E′B的最小值，属于中考压轴题．。
2020年中考数学线段最值问题之阿波罗尼斯圆问题(含答案)
2020中考数学线段最值问题之阿波罗尼斯圆(阿氏圆)【知识背景】阿波罗尼斯与阿基米德、欧几里德齐名,被称为亚历山大时期数学三巨匠。
阿波罗尼斯对圆锥曲线有深刻而系统的研究,其主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书，阿波罗尼斯圆是其研究成果之一，本文主要讲述阿波罗尼斯圆在线段最值中的应用，下文中阿波罗尼斯圆简称为“阿氏圆”。
【定 义】阿氏圆是指：平面上的一个动点P 到两个定点A ，B 的距离的比值等于k ，且k≠1的点P 的轨迹称之为阿氏圆。
即：)1(≠=k k PBPA，如下图所示：上图为用几何画板画出的动点P 的轨迹，分别是由图中红色和蓝色两部分组成的的圆，由于是静态文档的形式，无法展示动图，有兴趣的可以用几何画板试一试。
【几何证明】证明方法一：初中纯几何知识证明：阿氏圆在高中数学阶段可以建立直角坐标系，用解析几何的方式来确定其方程。
但在初中阶段，限于知识的局限性，我们可以采用纯几何的证明方式，在证明前需要先明白角平分线定理及其逆定理，请看下文： 知识点1：内角平分线定理及逆定理若AD 是∠BAC 的角平分线，则有：CDBDAC AB =。
即“两腰之比”等于“两底边之比”。
其逆定理也成立：即CDBDAC AB =，则有：AD 是∠BAC 的角平分线。
知识点2：外角平分线定理及其逆定理若AD 是△ABC 外角∠EAC 的角平分线，则有CDBDAC AB =。
即“两腰之比”等于“两底边之比”。
其逆定理也成立：即CDBDAC AB =，则有：AD 是外角∠EAC 的角平分线。
【阿氏圆的证明】有了上述两个知识储备后，我们开始着手证明阿氏圆。
①如上图，根据阿氏圆的定义： 当P 点位于图中P 点位置时有：k PB PA =，当P 点位于图中N 点位置时有：k NBNA=， 所以有：NBNAPB PA =，所以PN 是∠APB 的角平分线，∴∠1=∠2. 当P 点位于图中M 点位置时有：PBPAk MB MA ==， 所以有：MBMNPB PA =，所以PM 是∠EPA 的角平分线，∴∠3=∠4. 又∵∠1+∠2+∠3+∠4=180° ∴2∠1+2∠3=180° ∴∠1+∠3=90°故∠MPN=90°，所以动点P 是在以MN 为直线的圆上。
2020中考数学专题10——最值问题之阿氏圆
IA2020中考专题10——最值问题之阿氏班级________姓名____________ . 【模型解析】“阿氏圆”樓型——u PA + k PB M型最值♦条件：A、B为定点,P为ΘO±一个动A, —= k (0<i<l). OB♦问題:求PA^k PB的最小血并预出点P的位置・CP ∙k PB•所以PA + k PB∙PAYP≥AC,当P为AC与GlO的交点时■ PA^kPB的最小置为AC・【例題分析】2例 1.⅛ Rt∆ABC 中P ZACB=90β , AC=4, BC=3,点 D 为AABC 内一动点■满足CD=2,求AD÷ jBD 的最小值•例2•问题提出：如图h在RtΔ^5C中.ZACB=90°. CB=A, CA≈69 CDC半径为2, P为SI上一动点，连结肿、BP9求AP丄BP的最小值.2图2图3√2 2尝试解决，为了解决这个问題，下面给出一种耘題思路：如图2,连按CP,在CB 上取点D,使CDCP1PD 1 1CD=I,则有一=—=-,Xv ZPCD=ZBCP, ΛΔPCDS≤ΔJCP, — = -, APD=-BP, CPCB2 BP 2 2：.AP--BP^AP^PD.2请你芫成余下的思考，芥直按写出答案，AP +I BP 的最小值为 ______________ .2自主探索：在“问题提出"的条件不变的情况下，^AP^BP 的最:、值为 ______________ . 拓展延伸：己知扇形CoD 中，ZCOD=90°, OC=6, 0Λ=3f 0B≡5f 点P 是弧CD 上一点,求的最小值.【巩固训练】2•如BB 2,在Rt∆ABC 中∙ ZB=90t ∙ AB=CB=2,以点B 为圆心作HIB 与AC 相切.点P 为OaB 上任3•如图3,己知点P 是边长为6的正方形ABCD 内SC —动点・PA=3■求PC÷- PD 的量小值为.—动点.则PA∙PC 的最小值是 __________1 •如图 1,在 Rt∆ABC 中，ZACB=90∙ , CB=4, CA=6, HIC 半径为 2,点 P 为21上一动点，连按 AP,国45•如图5,己知点A (4, 0), B (4, 4力点P 在半径为2的圆0上运动•试求丄AP+BP 的最小值• 26•如旳6,己知点A (-3^ 0) ,B (03), C C1, 0),若点P 为ElCJz 的一気 试求, CI)1AP ÷BP ^^5 ⑵的最小值.7.如图 7,扼物线y=-χ2+bx-^c 与直线 AB 交于 A(-4,-4), B(0, 4)两点，直线 AC ： V = -^X-6 交y 轴于点C,点E 是直线AB ±的动点，过点E 作EF 丄X 轴交AC 于点F,交拋物线于点G(I) 求牠物线y = -x 2+bx + C 的表达式；4•如EB 4,己知［S O 半径为1, AC. BD 为切线，AC=1, BD=2, P 为弧AB 上一动点试求√2 2PC÷PD留5国6(2) 连按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,连按EH, HF,当点E 运动到什么住置时，以A. E l F, H 为顶点的四边形是矩形？求出此时点匕H 的坐标： ②在①的前提下，以点E 为El 心，EH 长为半径作Eh 点M 为EIE 上一动点，求ZAM 十CM 的最小值.2图72020中考专题10——最值问題之阿氏圆 参考答案CD 2 例1・分析：由C 为定点D 为动点可知CD 的运动轨迹为以C 为图心半径为2的匮。
2020中考数学复习微专题：最值(阿氏圆问题)突破与提升策略
2020中考数学复习微专题：最值（阿氏圆问题）突破与提升策略所谓“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 DB AC 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．。
2020年中考数学线段最值问题之阿波罗尼斯圆问题
2020中考数学线段最值问题之阿波罗尼斯圆(阿氏圆)【知识背景】阿波罗尼斯与阿基米德、欧几里德齐名,被称为亚历山大时期数学三巨匠。
阿波罗尼斯对圆锥曲线有深刻而系统的研究,其主要研究成果集中在他的代表作《圆锥曲线》一书，阿波罗尼斯圆是其研究成果之一，本文主要讲述阿波罗尼斯圆在线段最值中的应用，下文中阿波罗尼斯圆简称为“阿氏圆”。
【定义】阿氏圆是指：平面上的一个动点P到两个定点A，B 的距离的比值等于k，且k≠1的点P的轨迹称之为阿氏圆。
即：PAPBk(k 1)，如下图所示：上图为用几何画板画出的动点P 的轨迹，分别是由图中红色和蓝色两部分组成的的圆，由于是静态文档的形式，无法展示动图，有兴趣的可以用几何画板试一试。
【几何证明】证明方法一：初中纯几何知识证明：阿氏圆在高中数学阶段可以建立直角坐标系，用解析几何的方式来确定其方程。
但在初中阶段，限于知识的局限性，我们可以采用纯几何的证明方式，在证明前需要先明白角平分线定理及其逆定理，请看下文：知识点1：内角平分线定理及逆定理若AD是∠BAC的角平分线，则有：AB BDAC CD。
即“两腰之比”等于“两底边之比”。
其逆定理也成立：即AB BDAC CD，则有：AD是∠BAC的角平分线。
知识点2：外角平分线定理及其逆定理若AD是△ABC外角∠EAC的角平分线，则有AB BDAC CD。
即“两腰之比”等于“两底边之比”。
其逆定理也成立：即AB BDAC CD，则有：AD是外角∠EAC的角平分线。
【阿氏圆的证明】有了上述两个知识储备后，我们开始着手证明阿氏圆。
①如上图，根据阿氏圆的定义：当P点位于图中P点位置时有：PA NAk，当P点位于图中N点位置时有：k，PB NB所以有：PA NAPB NB，所以PN是∠APB的角平分线，∴∠1=∠2.当P点位于图中M点位置时有：MA PAkMB PB，所以有：PA MNPB MB，所以PM是∠EPA的角平分线，∴∠3=∠4.又∵∠1+∠2+∠3+∠4=180°∴2∠1+2∠3=180°∴∠1+∠3=90°故∠MPN=90°，所以动点P是在以MN为直线的圆上。
专题11 圆的最值问题(隐圆模型)(解析版)(人教版)
专题11圆的最值问题（隐圆模型）【知识点梳理】隐圆模型汇总固定线段AB所对同侧动角∠P=∠C，则A、B、C、P四点共圆若P为动点，但AB=AC=AP，则B、C、P三点共圆，A圆心，AB半径固定线段AB所对动角∠C恒为90°，则A、B、C三点共圆，AB为直径A．1B．作正方形ABCD关于直线BC对称的正方形则点D的对应点是F，连接FO交BC于P，交半圆O于根据对称性有：PD PF=，则有：PE PD PE PF+=+，则线段EF的长即为PE PD+的长度最小值，【答案】634-【分析】取AD 的中点O ，连接OF BC ⊥于F ，交CD 于G 取AD 的中点O ，连接OM ，过点于F ，交CD 于G ，则OM ME + AB CD ，60DAB ∠= ，AD ∴120ADC ∠=︒，AD CD =，【答案】3∴BD＝2，∴11 2BD=．D运动的一个动点，联结EF，将AEF沿EF折叠，点A落在点G处，在运动的过程中，点G运动的路径长为（）A．23πB C．3πD．1【答案】A【详解】解：∵点E 为AB 中点，点F 为AD 边上从A 到D 运动的一个动点，联结EF ，将AEF 沿EF 折叠，∴AE EB EG ==，∴G 点在以E 为圆心，AE 长为半径的圆上运动．当F 与D 点重合时，如图，则G 点运动的路径为 AG ．∵AB ＝2，点E 为AB 中点，∴112AE AB ==，∵矩形ABCD ，∴90EAD ∠=︒，∵1AE =，AD =，90EAD ∠=︒，∴tan AD AED AE ∠==60AED ∠=︒．∵将AEF 沿EF 折叠，∴60DEG AED ∠=∠=︒，∴120AEG ∠=︒，∵1AE =，∴ 120223603AG AE π=⨯⨯=．故选：A ．3．如图，在Rt ABC 中，90ACB ∠=︒，5AC =，12BC =，D 是以点A 为圆心，3为半径的圆上一点，连接BD ，M 是BD 的中点，则线段CM 长度的最小值为（）A ．3B ．4C ．5D ．6【答案】C 【详解】作AB 的中点E ，连接EM 、CE 、AD ，则有AD =3，∵∠ACB =90°，即在Rt ABC 中，13AB ==，∵E 是Rt ABC 斜边AB 上的中点，∴11322CE AB ==，∵M 是BD 的中点，E 是AB 的中点，∴1322ME AD ==，∴在CEM 中，1331332222CM -+＜＜，即58CM ＜＜；当C 、M 、E 三点共线时有133822CM +==或者133522CM -==；即58CM ≤≤，∴CM 最小值为5，故选：C ．【答案】21022-【分析】由题意可知，AGB ∠圆周角45APB ∠=︒的圆上，（要使。
陕西省2020年中考25题几何探究---“阿氏圆”问题（包含答案）
陕西省2020年中考25题几何探究---“阿氏圆”问题（包含答案）几何探究型问题(针对第25题)“阿氏圆”问题【问题背景】“PA＋k·PB”型的最值问题是近几年中考考查的热点，更是一个难点．当k 的值为1时，即可转化为“PA＋PB”之和最短问题，就可用我们常见的“将军饮马”问题模型来处理，即可以转化为轴对称问题来处理．当k取任意不为1的正数时，此类问题的处理通常以动点P的运动轨迹不同来分类，一般分为两类研究，即点P 在直线上运动和点P 在圆上运动．其中点P在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题．【模型分析】如图1，⊙O的半径为r，点A，B都在⊙O外，P 为⊙O上一动点，已知r＝k·OB，连接PA，PB，则当PA＋k·PB的值最小时，点P的位置如何确定？如图2，在线段OB上截取OC，使OC＝k·r，则可证明△BPO与△PCO相似，即k·PB＝PC．故求PA＋k·PB的最小值可以转化为PA＋PC的最小值，其中A，C为定点，P为动点，当点P，A，C共线时，PA＋PC的值最小，如图3.“阿氏圆”模型解题策略：第一步：连接动点与圆心O (一般将含有k 的线段两端点分别与圆心O 相连)，即连接OB ，OP ；第二步：计算线段OP 与OB 及OP 与OA 的线段比，找到线段比为k 的情况，如例子中的OPOB＝k ；第三步：在OB 上取点C ，使得OC OP ＝OPOB ；第四步：连接AC ，与⊙O 的交点即为点P . 例题1.如图，在Rt △ABC 中，∠ACB ＝90°，CB ＝4，CA ＝6，⊙C 的半径为2，P 为圆上一动点，连接AP ，BP ，求AP ＋1 2BP 的最小值．解：如答图，连接CP ，在CB 上取点D ，使CD ＝1，连接AD ，PD ．∵CD CP ＝CP BC ＝12，∠PCD ＝∠BCD ，∴△PCD ∽△BCP ，∴PD BP ＝12，∴PD ＝12BP ，∴AP ＋12BP ＝AP ＋PD ，∴要使AP ＋12BP 最小，则AP ＋PD 最小，当点A ，P ，D 在同一条直线时，AP ＋PD 最小，即AP ＋12BP 的最小值为AD 的长．在Rt △ACD 中，∵CD ＝1，AC ＝6，∴AD ＝AC 2＋CD 2＝37，∴AP ＋12BP 的最小值为37.2.问题提出(1)如图1，已知线段AB 和BC ，AB ＝2，BC ＝5，则线段AC 的最小值为______.解题思路当点A 在线段BC 上时，线段AC 有最小值．【解答】∵当点A 在线段BC 上时，线段AC 有最小值，∴线段AC 的最小值为5－2＝3. 问题探究(2)如图2，已知在扇形COD 中，∠COD ＝90°，DO ＝CO ＝6，A 是OC 的中点，延长OC 到点F ，使CF ＝OC ，P 是CD ︵上的动点，点B 是OD 上的一点，BD ＝1.①求证：△OAP ∽△OPF . 【解答】∵A 是OC 的中点，DO ＝CO ＝6＝OP ，∴OA OP ＝12.∵CF ＝OC ，∴OF ＝2OC ＝2OP ，∴OP OF ＝12，∴OA OP ＝OPOF，且∠AOP ＝∠POF ，∴△OAP ∽△OPF . ②求BP ＋2AP 的最小值．【解答】∵△OAP ∽△OPF ，∴AP PF ＝OP OF ＝12，∴PF ＝2AP .∵BP ＋2AP ＝BP ＋PF ，∴当F ，P ，B 三点共线时，BP ＋2AP 有最小值，最小值为BF 的长．∵DO ＝CO ＝6，BD ＝1，∴BO ＝5，OF ＝12，∴BF ＝OB 2＋OF 2＝13. 问题解决(3)如图3，有一个形状为四边形ABCD 的人工湖，BC ＝9千米，CD ＝4千米，∠BCD ＝150°，现计划在湖中选取一处建造一座假山P ，且BP ＝3千米，为方便游客观光，从C ，D 分别建小桥PD ，PC ．已知建桥PD 每千米的造价是3万元，建桥PC 每千米的造价是1万元，建桥PD 和PC 的总造价是否存在最小值？若存在，请确定点P 的位置，并求出总造价的最小值，若不存在，请说明理由．(桥的宽度忽略不计) 解题思路以点B 为圆心，3为半径作圆交AB 于点E ，交BC 于点F ，点P为EF ︵上一点，连接BP ，PC ，PD ，在BC 上截取BM ＝1，连接MD ，PM ，过点D 作DG ⊥CB ，可证△BPM ∽△BCP ，可得PC ＝3PM ，当点P 在线段MD 上时，建桥PD 和PC 的总造价有最小值，由勾股定理可求MD 的值，即可求出建桥PD 和PC 的总造价的最小值．以点B 为圆心，3为半径作圆交AB 于点E ，交BC 于点F ，点P 为EF ︵上一点，连接BP ，PC ，PD ，在BC 上截取BM ＝1，连接MD ，PM ，过点D 作DG ⊥CB ，可证△BPM ∽△BCP ，可得PC ＝3PM ，当点P 在线段MD上时，建桥PD 和PC 的总造价有最小值，由勾股定理可求MD 的值，即可求出建桥PD 和PC 的总造价的最小值．∵建桥PD 和PC 的总造价为3PD ＋PC ＝3PD ＋3PM ＝3(PD ＋PM )，∴当点P 在线段MD 上时，建桥PD 和PC 的总造价有最小值．∵∠BCD ＝150°，∴∠DCG ＝30°. ∵DG ⊥BC ，∴DG ＝12DC ＝23(千米)，CG ＝3DG ＝6(千米)，∴MG ＝BC ＋CG －BM ＝9＋6－1＝14(千米)，∴MD ＝DG 2＋MG 2＝413(千米)，∴建桥PD 和PC 的总造价的最小值为3×413＝1213万元．作业练习类型三“阿氏圆”问题7．(2018·西工大附中三模) 问题提出(1)如图1，在△ABC 中，AB ＝AC ，BD 是AC 边的中线，请用尺规作图作出AB 边的中线CE ，并证明BD ＝CE ；问题探究(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 ＋12PD 的最小值；问题解决(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 ＋35MD 最小时，画出点M 的位置，并求出MC ＋35MD 的最小值．解：(1)如答图1，线段EC 即为所求．证明：∵AB ＝AC ，AE ＝EB ，AD ＝CD ，∴AE ＝AD ，在△BAD 和△CAE 中，AB ＝AC ，∠A ＝∠A ，AD ＝AE ，答图1∴△BAD ≌△CAE (SAS)，∴BD ＝CE . (2)如答图2，在AD 上截取AE ，使得AE ＝32.∵P A 2＝9，AE ·AD ＝32×6＝9，∴P A 2＝AE ·AD ，∴P A AD ＝AEP A.∵∠P AE ＝∠DAP ，∴△P AE ∽△DAP ，∴PE DP ＝P A DA ＝12，∴PE ＝12PD ，∴PC ＋12PD ＝PC ＋PE .∵PC ＋PE ≥EC ，∴PC ＋12PD 的最小值即为EC 的长，在Rt △CDE 中，∵∠CDE ＝90°，CD ＝6，DE ＝92，∴EC ＝62＋(92)2＝152，∴PC ＋12PD 的最小值为152.答图(3)如答图3，在AD 上截取AE ，使得AE ＝9. ∵MA 2＝225，AE ·AD ＝9×25＝225，∴MA 2＝AE ·AD ，∴MA AD ＝AE MA.∵∠MAE ＝∠DAM ，∴△MAE ∽△DAM ，∴EM MD ＝MA DA ＝1525＝35，∴ME ＝35MD ，∴MC ＋35MD ＝MC ＋ME .∵MC ＋ME ≥EC ，∴MC ＋35MD 的最小值即为EC 的长．如答图3，以点A 为圆心，AM 长为半径画弧，交EC 于点M ′，点M ′即为所求．在Rt △CDE 中，∵∠CDE ＝90°，CD ＝18，DE ＝16，∴EC ＝162＋182＝2145，∴MC ＋35MD 的最小值为2145.8．(1)如图1，已知正方形ABCD 的边长为4，⊙B 的半径为2，P 是⊙B 上的一个动点，求PD ＋12PC 的最小值和PD －1 2PC 的最大值；(2)如图2，已知正方形ABCD 的边长为9，⊙B 的半径为6，P 是⊙B 上的一个动点，那么PD ＋23PC 的最小值为，PD －23PC 的最大值为(3)如图3，已知菱形ABCD 的边长为4，∠B ＝60°，⊙B 的半径为2，P 是⊙B 上的一个动点，那么PD ＋12PC 的最小值为，PD －12PC 的最大值为解：(1)如答图1，在BC 上取一点G ，使得BG ＝1，连接PB ，PG ，DG . ∵PB BG ＝CBPB＝2，∠PBG ＝∠CBP ，∴△PBG ∽△CBP ，∴PG CP ＝BG BP ＝12，∴PG ＝12PC ，∴PD ＋12PC ＝PD ＋PG .∵PD ＋PG ≥DG ，∴当D ，P ，G 三点共线时，PD ＋12PC 的值最小，最小值为DG ＝42＋32＝5.∵PD －12PC ＝PD －PG ≤DG ，∴如答图2，当点P 在DG 的延长线上时，PD －12PC 的值最大，最大值为5.答图(2)106，106.【解法提示】如答图3，在BC 上取一点G ，使BG ＝4，连接PG ，PB ，DG . ∵PB BG ＝64＝32，CB PB ＝96＝32，∴PB BG ＝CB BP. ∵∠PBG ＝∠CBP ，∴△PBG ∽△CBP ，∴PG CP ＝BG BP ＝23，∴PG ＝23PC ，∴PD ＋23PC ＝DP ＋PG .∵DP ＋PG ≥DG ，∴当D ，P ，G 三点共线时，PD ＋23PC 的值最小，最小值为DG ＝52＋92＝106.∵PD －23PC ＝PD －PG ≤DG ，∴当点P 在DG 的延长线上时，PD －12PC 的值最大，最大值为106.答图(3)37，37.【解法提示】如答图4，在BC 上取一点G ，使得BG ＝1，连接PB ，PG ，DG ，作DF ⊥BC 交BC 的延长线于点F .∵PB BG ＝21＝2，BC PB ＝42＝2，∴PB BG ＝CB BP. ∵∠PBG ＝∠CBP ，∴△PBG ∽△CBP ，∴PG CP ＝BG BP ＝12，∴PG ＝12PC ，∴PD ＋12PC ＝DP ＋PG .∵DP ＋PG ≥DG ，∴当D ，P ，G 三点共线时，PD ＋12PC 的值最小，最小值为DG 的长．在Rt △CDF 中，∵∠DCF ＝60°，CD ＝4，∴DF ＝CD ·sin60°＝23，CF ＝2，∴在Rt △GDF 中，DG ＝(23)2＋52＝37. ∴PD ＋12PC 的最小值为37.∵PD －12PC ＝PD －PG ≤DG ，∴当点P 在DG 的延长线上时，PD －1 2PC 的值最大，最大值为37.。
专题11 圆的最值问题(隐圆模型)(解析版)-2024年常考压轴题攻略(9年级上册人教版)
专题11圆的最值问题（隐圆模型）【知识点梳理】隐圆模型汇总固定线段AB所对同侧动角∠P=∠C，则A、B、C、P四点共圆若P为动点，但AB=AC=AP，则B、C、P三点共圆，A圆心，AB半径固定线段AB所对动角∠C恒为90°，则A、B、C三点共圆，AB为直径A．1B．作正方形ABCD关于直线BC对称的正方形则点D的对应点是F，连接FO交BC于P，交半圆O于=，根据对称性有：PD PF+=+，则有：PE PD PE PF+的长度最小值，则线段EF的长即为PE PD【答案】634-【分析】取AD 的中点O ，连接OF BC ⊥于F ，交CD 于G 取AD 的中点O ，连接OM ，过点于F ，交CD 于G ，则OM ME + AB CD ，60DAB ∠= ，AD ∴120ADC ∠=︒，AD CD =，【答案】3∴BD＝2，∴11 2BD=．D运动的一个动点，联结EF，将AEF沿EF折叠，点A落在点G处，在运动的过程中，点G运动的路径长为（）A．23πB C．3πD．1【答案】A【详解】解：∵点E 为AB 中点，点F 为AD 边上从A 到D 运动的一个动点，联结EF ，将AEF 沿EF 折叠，∴AE EB EG ==，∴G 点在以E 为圆心，AE 长为半径的圆上运动．当F 与D 点重合时，如图，则G 点运动的路径为 AG ．∵AB ＝2，点E 为AB 中点，∴112AE AB ==，∵矩形ABCD ，∴90EAD ∠=︒，∵1AE =，AD =90EAD ∠=︒，∴tan AD AED AE∠==60AED ∠=︒．∵将AEF 沿EF 折叠，∴60DEG AED ∠=∠=︒，∴120AEG ∠=︒，∵1AE =，∴120223603AG AE ππ=⨯⨯=．故选：A ．3．如图，在Rt ABC 中，90ACB ∠=︒，5AC =，12BC =，D 是以点A 为圆心，3为半径的圆上一点，连接BD ，M 是BD 的中点，则线段CM 长度的最小值为（）A ．3B ．4C ．5D ．6【答案】C 【详解】作AB 的中点E ，连接EM 、CE 、AD ，则有AD =3，∵∠ACB =90°，即在Rt ABC 中，13AB ==，∵E 是Rt ABC 斜边AB 上的中点，∴11322CE AB ==，∵M 是BD 的中点，E 是AB 的中点，∴1322ME AD ==，∴在CEM 中，1331332222CM -+＜＜，即58CM ＜＜；当C 、M 、E 三点共线时有133822CM +==或者133522CM -==；即58CM ≤≤，∴CM 最小值为5，故选：C ．【答案】21022-【分析】由题意可知，AGB ∠圆周角45APB ∠=︒的圆上，（要使。
专题05几何最值之阿氏圆模型解析版
专题05 几何最值之阿氏圆模型模型建立：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，【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 ，OB ②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1．（2021·四川乐山·三模）如图，在直角梯形ABCD 中，∠ABC ＝∠DAB ＝90°，AB ＝BC ＝4，AD ＝2，点P 是以AB 为直径的半圆O 上一点，连接PC 、PD ，则PC PD 的最小值为____．例2．（2019·四川成都·一模）在△ABC中，∠ACB＝90°，BC＝8，AC＝6，以点C为圆心，4为半径的圆上有BD+AD的最小值是_____．一动点D，连接AD，BD，CD，则12例3．（2022·四川成都·模拟预测）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_______．V中，AB＝AC＝4，点E，F分别是AB，AC的【变式训练1】（2022·四川成都·模拟预测）如图，在Rt ABC中点，点P是扇形AEF的 E F上任意一点，连接BP，CP，则12BP+CP的最小值是_____．【变式训练2】（2022·四川·成都嘉祥外国语学校八年级期中）如图，在长方形ABCD 中，2AB =，AD =E 在BC 上，连接DE ．当BE DE =时，CE 的长为___________；在点E 的运动过程中，BE 的最小值为___________．2+【详解】解：∵四边形ABCD 是矩形，2AB =，AD =∴90DCE Ð=°，2CD AB ==，BC AD ==∴BE CE =-，当BE DE =时，则DE CE =，∵222+=CE CD DE ，∴()222+2=CE CE -，∴CE 在线段BC 下方作=45CBM а，过点E 作EF BM ^于点F ，连接DF ，∴EF =，DE EF DE DF +=+≥，当D 、E 、F ++DE EF DE DF ==的值最小，此时45DEC BEF Ð=Ð=°，∴2CE CD ==，∴2BE =，DE ==∴EF ==DE +的最小值为：+EF DE∴BE 的最小值为2BE DE ö=+=+÷÷ø2+【变式训练3】（2020·全国·九年级专题练习）如图，O e 2,90PO MO POM ==Ð=°，Q为O e 上一动点，则PQ 的最小值____________．MQ PQ 的最小值_______【详解】解：连接OQ ，在OM 上取一点H ，使OH =1，连接QH 、PH ，2OQ OM ==Q ，OH OQ \==OQ OM =，OH OQ OQ OM \=QOM QOM Ð=ÐQ ，OHQ OQM \:△△，QH OH QM OQ \==QH \=90POM Ð=°Q ，PH \=Q Q 是O e \根据两点之间，线段最短得到当Q 在PH 上时，PQ +QH 最小即PQ 最小，最小值是PH ．连接OQ ，在OP 上取一点A ，使OA QA 、MAOA =Q OA OQ \==OQ OP ==OA OQ OQ OP \=又QOP QOP Ð=ÐQ ，OAQ \:△△AQ \=90POM Ð=°Q ，MA \=Q Q 是O e 上一动点，\根据两点之间，线段最短得到当Q 在MA 上时，QM +QA 最小+QM 最小，最小值是MA 课后训练1．（2021·全国·九年级专题练习）如图，边长为4的正方形，内切圆记为⊙O ，P 是⊙O ＋PB 的最小值为________．OP ＝r ＝12BC ＝2，OB ＝2．（2022·全国·九年级专题练习）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．（2021·全国·九年级专题练习）ABC 中，90,2B AB CB Ð=°==，以点B 为圆心作圆B 与AC相切，点P 为圆B 上任一动点，则PA +的最小值是___________．24．（2021·全国·九年级专题练习）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：①12AP BP +，②2AP BP +，③13AP BP +，④3AP BP +的最小值．∵1CD =，2CP =，4CB =∵23CE =，2CP =，CA =∴13CE CP CP CA ==．又∵ECP PCA Ð=Ð，∴ECP PCA ~V V ，∴13EP AP =，即13EP AP =，5．（2021·全国·九年级专题练习）如图，点A、B在Oe上，且OA＝OB＝6，且OA⊥OB，点C是OA的中点，点D在OB上，且OD＝4，动点P在Oe上．求2PC＋PD的最小值．∵C是OA的中点，∴1122 OC OA OP ==在Rt OED △中，DE 6．（2022·广东惠州·一模）如图1，抛物线24y ax bx =+-与x 轴交于AB 、两点，与y 轴交于点C ，其中点A 的坐标为()1,0-，抛物线的对称轴是直线32x =．(1)求抛物线的解析式；(2)若点P 是直线BC 下方的抛物线上一个动点，是否存在点P 使四边形ABPC 的面积为16，若存在，求出点P 的坐标若不存在，请说明理由；(3)如图2作BF BC ^交抛物线的对称轴于点F ，以点C 为圆心，2为半径作C e ，点Q 为C e 上的FQ +的最小值．则(),4Q m m -，ABC BCPABPC S S S =+V V 四边形()()22114144344281022m m m m m =´+´+--++´=-++，Q 四边形ABPC 的面积为16，32x =Q 是抛物线的对称轴，35422F y =-=35,F æö\ç÷7．（2021·全国·九年级专题练习）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．。
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中考数学几何模型11：阿氏圆最值模型名师点睛拨开云雾开门见山在前面的“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．【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”.B P O【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=25 OB，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 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，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为半径画圆，O为原点，P是⊙2．如图，在平面直角坐标系xoy中，A(6,-1)，M(4,4)，以M为圆心，2M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．∵PB2＝4，BE•BD＝×4＝4，∴BP2＝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＝﹣x2+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 2.4. 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．。