内容正文:
专题16 几何图形之隐圆模型
【模型精讲】
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
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
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
【真题精选】
1.(2020·成都)如图,在矩形中,,,,分别为,边的中点.动点从点出发沿向点运动,同时,动点从点出发沿向点运动,连接,过点作于点,连接.若点的速度是点的速度的2倍,在点从点运动至点的过程中,线段长度的最大值为_________,线段长度的最小值为_________.
【答案】 (1). (2).
【详解】解:连接EF,则EF⊥AB,过点P作PG⊥CD于点G,如图1,则PE=GF,PG=AD=3,
设FQ=t,则GF=PE=2t,GQ=3t,
在Rt△PGQ中,由勾股定理得:,∴当t最大即EP最大时,PQ最大,由题意知:当点P、A重合时,EP最大,此时EP=2,则t=1,∴PQ的最大值=;
设EF与PQ交于点M,连接BM,取BM的中点O,连接HO,如图2,
∵FQ∥PE,∴△FQM∽△EPM,∴,
∵EF=3,∴FM=1,ME=2,∴,
∵∠BHM=∠BEM=90°,∴B、E、H、M四点共圆,且圆心为点O,
∴,∴当D、H、O三点共线时,DH的长度最小,
连接DO,过点O作ON⊥CD于点N,作OK⊥BC于点K,如图3,则OK=BK=1,
∴NO=2,CN=1,∴DN=3,则在Rt△DON中,,
∴DH的最小值=DO-OH=.故答案为:,.
【例题讲解】
例1. (动点定长模型)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.
例2.(直角圆周角模型)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.
例3.(四点共圆模型)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,
∵∠DAE=90°,∴∠DBE=90°,∵F是DE的中点,∴BF=DE,
∴当DE最小时,BF的值最小,
∵若点E是直线BC上的动点,∴当AE⊥BC时,AE最小,此时,DE最小,
∵∠BAC=90°,AB=4,AC=3,∴BC=5,∴AE=,
∵△ABC∽△ADE,∴,∴,
∴DE=4,∴BF=2,故选B.
【课后训练】
1.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.
2.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