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专题13 隐圆问题
1.如图,四边形为矩形,,.点P是线段上一动点,点M为线段上一点.,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】证明,得出点M在O点为圆心,以AO为半径的圆上,从而计算出答案.
【详解】设AD的中点为O,以O点为圆心,AO为半径画圆
∵四边形为矩形
∴
∵
∴
∴
∴点M在O点为圆心,以AO为半径的圆上
连接OB交圆O与点N
∵点B为圆O外一点
∴当直线BM过圆心O时,BM最短
∵,
∴
∴
∵
故选:D.
【点睛】本题考查直角三角形、圆的性质,解题的关键是熟练掌握直角三角形和圆的相关知识.
2.如图,在中,,cm,cm.是边上的一个动点,连接,过点作于,连接,在点变化的过程中,线段的最小值是( )
A.1 B. C.2 D.
【答案】A
【分析】由∠AEC=90°知,点E在以AC为直径的⊙M的上(不含点C、可含点N),从而得BE最短时,即为连接BM与⊙M的交点(图中点E′点),BE长度的最小值BE′=BM−ME′.
【详解】如图,
由题意知,,
在以为直径的的上(不含点、可含点,
最短时,即为连接与的交点(图中点点),
在中,,,则.
,
长度的最小值,
故选:.
【点睛】本题主要考查了勾股定理,圆周角定理,三角形的三边关系等知识点,难度偏大,解题时,注意辅助线的作法.
3.如图,菱形ABCD边长为4,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上一动点,将△AMN沿MN所在的直线翻折得到△A′MN,连接A′C,则A′C的最小值是( )
A.2 B.+1 C.2﹣2 D.3
【答案】C
【分析】根据题意,在折叠过程中A′在以M为圆心、AD为直径的圆上的弧AD上运动,当A′C取最小值时,由两点之间线段最短知此时M、A′、C三点共线,得出A′的位置,过点M作MH⊥DC于点H,再利用含30°的直角三角形的性质以及勾股定理求出MC的长,进而求出A′C的长即可.
【详解】解:如图所示,∵MA′是定值,A′C长度取最小值时,即A′在MC上.
过点M作MH⊥DC于点H,
∵在边长为4的菱形ABCD中,∠MAN=60°,M为AD的中点,
∴2MD=AD=CD=4,∠HDM=∠MAN=60°,
∴MD=2,∠HMD=30°,
∴HD=MD=1,
∴HM==,CH=CD+DH=5,
∴,
∴A′C=MC-MA′=2-2;
故选:C.
【点睛】本题考查翻折变换、菱形的性质、勾股定理、两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,突破点是正确寻找点A′的位置.
4.如图,△ACB中,CA=CB=4,∠ACB=90°,点P为CA上的动点,连BP,过点A作AM⊥BP于M.当点P从点C运动到点A时,线段BM的中点N运动的路径长为( )
A.π B.π C.π D.2π
【答案】A
【详解】解:设AB的中点为Q,连接NQ,如图所示:
∵N为BM的中点,Q为AB的中点,
∴NQ为△BAM的中位线,
∵AM⊥BP,
∴QN⊥BN,
∴∠QNB=90°,
∴点N的路径是以QB的中点O为圆心,AB长为半径的圆交CB于D的,
∵CA=CB=4,∠ACB=90°,
∴ABCA=4,∠QBD=45°,
∴∠DOQ=90°,
∴为⊙O的周长,
∴线段BM的中点N运动的路径长为:π,
故选:A.
5.如图,在等腰Rt∆ABC中,,点P在以斜边AB为直径的半圆上,M为PC的中点.当点P沿半圆从点A运动至点B时,点M运动的路径长是( )
A. B.2 C. D.4
【答案】B
【详解】分析:取AB的中点O、AC的中点E、BC的中点F,连结OC、OP、OM、OE、OF、EF,如图,利用等腰直角三角形的性质得到AB=BC=8,则OC=AB=4,OP=AB=4,再根据等腰三角形的性质得OM⊥PC,则∠CMO=90°,于是根据圆周角定理得到点M在以OC为直径的圆上,由于点P点在A点时,M点在E点;点P点在B点时,M点在F点,则利用四边形CEOF为正方得到EF=OC=4,所以M点的路径为以EF为直径的半圆,然后根据圆的周长公式计算点M运动的路径长.
详解:取AB的中点O、AC的中点E、BC的中点F,连结OC、OP、OM、OE、OF、EF,如图,∵在等腰Rt△ABC中,AC=BC=4,∴AB=BC=8,∴OC=AB=4,OP=AB=4.
∵M为PC的中点,∴OM⊥PC,∴∠CMO=90°,∴点M在以OC为直径的圆上,点P点在A点时,M点在E点;点P点在B点时,M点在F点,易得四边形CEOF为正方形,EF=OC=4,∴M点运动的路径为以EF为直径的半圆,∴点M运动的路径长=•4π=2π. 故选B.
点睛:本题考查了轨迹:点按一定规律运动所形成的图形为点运动的轨迹.