内容正文:
专题13 动点最值之隐圆模型
模型一、动点定长模型
若P为动点,但AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径
例. 如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上的一动点,将△AMN沿MN所在直线翻折得到△A`MN,连接A`C,则A`C长度的最小值是__________.
【答案】.
【解析】考虑△AMN沿MN所在直线翻折得到△A’MN,可得MA’=MA=1,所以A’轨迹是以M点为圆心,MA为半径的圆弧.连接CM,与圆的交点即为所求的A’,此时A’C的值最小.
构造直角△MHC,勾股定理求CM,再减去A’M即可,答案为.
【变式训练1】如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,点F在边AC上,并且CF=2,点E为边BC上的动点,将△CEF沿直线EF翻折,点C落在点P处,则点P到边AB距离的最小值是__________.
【解析】考虑到将△FCE沿EF翻折得到△FPE,可得P点轨迹是以F点为圆心,FC为半径的圆弧.过F点作FH⊥AB,与圆的交点即为所求P点,此时点P到AB的距离最小.由相似先求FH,再减去FP,即可得到PH.答案为1.2.
【变式训练2】如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=8,P、Q分别是直线BC、AB上的两个动点,AE=2,△AEQ沿EQ翻折形成△FEQ,连接PF、PD,则PF+PD的最小值是_________.
【答案】8
【解析】F点轨迹是以E点为圆心,EA为半径的圆,作点D关于BC对称点D’,连接PD’,PF+PD化为PF+PD’.连接ED’,与圆的交点为所求F点,与BC交点为所求P点,勾股定理先求ED‘,再减去EF即可.
模型二、直角圆周角模型
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
例.如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=8,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值是_________.
【答案】
【解析】∵∠PBC+∠PBA=90°,∠PBC=∠PAB,∴∠PAB+∠PBA=90°,∴∠APB=90°,
∴P点轨迹是以AB为直径的圆弧.
当O、P、C共线时,CP取到最小值,勾股定理先求OC,再减去OP即可.
【变式训练1】如图,已知正方形ABCD的边长为4,点M和N分别从B、C同时出发,以相同的速度沿BC、CD向终点C、D运动,连接AM、BN,交于点P,连接PC,则PC长的最小值为( )
A.2-2 B.2 C.3-1 D.2
【答案】A
【详解】由题意得:BM=CN,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABM=∠BCN=90°,AB=BC=4,
在△ABM和△BCN中,AB=BC,∠ABM=∠BCN,MB=CN,∴△ABM≌△BCN(SAS),∴∠BAM=∠CBN,
∵∠ABP+∠CBN=90°,∴∠ABP+∠BAM=90°,∴∠APB=90°,
∴点P在以AB为直径的圆上运动,设圆心为O,运动路径一条弧BG,是这个圆的,
连接OC交圆O于P,此时PC最小,∵AB=4,∴OP=OB=2,由勾股定理得:OC==2,
∴PC=OC−OP=2−2;
故选:A.
【变式训练2】如图,E、F是正方形ABCD的边AD上的两个动点,满足AE=DF,连接CF交BD于点G,连接BE交AG于点H,若正方形边长为2,则线段DH长度的最小值是________.
【解析】根据条件可知:∠DAG=∠DCG=∠ABE,易证AG⊥BE,即∠AHB=90°,所以H点轨迹是以AB为直径的圆弧当D、H、O共线时,DH取到最小值,勾股定理可求.答案为
【变式训练3】如图,点M是矩形ABCD的边BC、CD上的点,过点B作BN⊥AM于点P,交矩形ABCD的边于点N,连接DP,若AB=6,AD=4,则DP的长的最小值为( )
A.2 B. C.4 D.5
【答案】A
【详解】解:∵BN⊥AM,∴∠APB=90°,
∵AB=6为定长,则P点的运动轨迹是以AB为直径,在AB上方的半圆,取AB的中点为O,
连接OD,OD与半圆的交点P′就是DP长的最小值时的位置,如图所示:
∵AB=6,AD=4,∴OP′=OA=AB=3,OD===5,
∴DP′=OD−OP′=5−3=2,∴DP的长的最小值为2,故选:A.
模型三、四点共圆模型
固定线段AB所对同侧动角∠P=∠C,则A、B、C、P四点共圆
例.如图,∽,,,,是的中点,若点是直线上的动点,连接,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:∵△ABC∽△ADE,ADE=∠ABE,∴点A,D,B,E四点共圆,
∵∠