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专题14 圆中的重要几何模型-隐圆模型
隐圆是各地中考选择题和填空题、甚至解答题中常考题,题目常以动态问题出现,有点、线的运动,或者图形的折叠、旋转等,大部分学生拿到题基本没有思路,更谈不上如何解答。隐圆常见的有以下四种形式,动点定长、定弦对直角、定弦对定角、四点共圆(对角互补或等弦对等角),上述四种动态问题的轨迹是圆。题目具体表现为折叠问题、旋转问题、角度不变问题等,此类问题综合性强,隐蔽性强,很容易造成同学们的丢分。本专题就隐圆模型的相关问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1、动点定长模型(圆的定义)
若P为动点,但AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径
圆的定义:平面内到定点的距离等于定值的所有点构成的集合.
寻找隐圆技巧:若动点到平面内某定点的距离始终为定值,则其轨迹是圆或圆弧.
例1.(2020·四川中考真题)已知:等腰直角三角形ABC的腰长为4,点M在斜边AB上,点P为该平面内一动点,且满足PC=2,则PM的最小值为( )
A.2 B.2﹣2 C.2+2 D.2
【答案】B
【分析】根据等腰直角三角形的性质得到斜边AB=4,由已知条件得到点P在以C为圆心,PC为半径的圆上,当点P在斜边AB的中线上时,PM的值最小,于是得到结论.
【详解】解:∵等腰直角三角形ABC的腰长为4,∴斜边AB=4,
∵点P为该平面内一动点,且满足PC=2,∴点P在以C为圆心,PC为半径的圆上,
当点P在斜边AB的中线上时,PM的值最小,∵△ABC是等腰直角三角形,∴CM=AB=2,
∵PC=2,∴PM=CM﹣CP=2﹣2,故选:B.
【点睛】本题考查线段最小值问题,涉及等腰三角形的性质和点到圆的距离,解题的关键是能够画出图形找到取最小值的状态然后求解.
例2.(2020·江苏连云港市·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,半径为2的与轴的正半轴交于点,点是上一动点,点为弦的中点,直线与轴、轴分别交于点、,则面积的最小值为________.
【答案】2
【分析】如图,连接OB,取OA的中点M,连接CM,过点M作MN⊥DE于N.先证明点C的运动轨迹是以M为圆心,1为半径的⊙M,设⊙M交MN于C′.求出MN,当点C与C′重合时,△C′DE的面积最小.
【详解】解:如图,连接OB,取OA的中点M,连接CM,过点M作MN⊥DE于N.
∵AC=CB,AM=OM,∴MC=OB=1,
∴点C的运动轨迹是以M为圆心,1为半径的⊙M,设⊙M交MN于C′.
∵直线y=x-3与x轴、y轴分别交于点D、E,
∴D(4,0),E(0,-3),∴OD=4,OE=3,∴,
∵∠MDN=∠ODE,∠MND=∠DOE,∴△DNM∽△DOE,∴,∴,∴,
当点C与C′重合时,△C′DE的面积最小,△C′DE的面积最小值,故答案为2.
【点睛】本题考查三角形的中位线定理,三角形的面积,一次函数的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造三角形的中位线解决问题,属于中考常考题型.
例3.(2022·北京市·九年级专题练习)如图,四边形中,、分别是,的中垂线,,,则___,___.
【答案】 ;
【分析】连接,根据线段垂直平分线的性质可得,从而得到、、在以为圆心,为半径的圆上,根据圆周角定理可得,再由等腰三角形的性质可得,即可求解.
【详解】解:连接,
、分别是、的中垂线,,
、、在以为圆心,为半径的圆上,
,,
,,,,
,,
又,
.故答案为:,.
【点睛】本题主要考查了圆周角定理,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,根据题意得到、、在以为圆心,为半径的圆上是解题的关键.
例4.(2022·广东·汕头市一模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=8,AB=10,D是AC上一点,且CD=3,E是BC边上一点,将△DCE沿DE折叠,使点C落在点F处,连接BF,则BF的最小值为_______.
【答案】##
【分析】先由折叠判断出F的运动轨迹是为以D为圆心,CD的长度为半径的圆,当B、D、F共线且F在B、D之间时BF最小,根据勾股定理及圆的性质求出此时BD、BF的长度即可.
【详解】解:由折叠知,F点的运动轨迹为:以D为圆心,CD的长度为半径的圆,如图所示,
可知,当点B、D、F共线,且F在B、D之间时,BF取最小值,
∵∠C=90°,AC=8,AB=10,∴BC=6,
在Rt△BCD中,由勾股定理得:BD=,
∴BF=BD-DF=,故答案为:.
【点睛】本题考查了折叠的性质、圆的性质、勾股定理解直角三角形的知识,该题涉及的最值问题属于中考常考题型,根据折叠确定出F点运动轨迹是解题关键.
模型2、定边对直角模型(直角对直径)
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