内容正文:
微专题 辅助圆问题
一阶 构造辅助圆
方法一 定点定长作圆
方法解读
条件:如图,在平面内,点A为定点,点B为动点,且AB长度固定.
动点轨迹:动点B的轨迹是以点A为圆心,AB长为半径的圆(依据的是圆的定义,圆是所有到定点的距离等于定长的点的集合).
推广:在折叠、旋转、对称问题中,有时会利用“定点定长作圆”确定动点的运动轨迹.
例1 如图,在四边形ABCD中,AB=AC=AD,点B和点C为定点,请在图中画出点D的运动轨迹.
【思维引导】定点(圆心)为点______,定长(半径)为线段______的长.
例1题图
例2 如图,在矩形ABCD中,点E为AB边的中点,点F是AD上一动点,将△AEF沿EF所在直线折叠得到△A′EF,在点F从点A到点D的运动过程中,请在图中画出点A′的运动轨迹.
【思维引导】定点(圆心)为点______,定长(半径)为线段______的长.
例2题图
方法二 定弦对定角作圆
方法解读
条件:如图,在△ABC中,∠C为定角(∠C=α),所对的弦AB长度固定.
情形1:∠C为直角
动点轨迹:如图①,点C在以点O为圆心,AB为直径的圆上运动(不含A,B两点);
图① 图②
情形2:∠C为锐角
动点轨迹:如图②,点C在以点O为圆心,圆心角为360°-2α的优弧上运动(不含A,B两点);
图③
情形3:∠C为钝角
动点轨迹:如图③,点C在以点O为圆心,圆心角为(360°-2α)的劣弧上运动(不含A,B两点).
例3 如图,在正方形ABCD中,点E为正方形内一动点,∠BEC=90°,请在图中画出点E的运动轨迹.
【思维引导】定弦为线段________,定角为________.
例3题图
例4 如图,在△ABC中,∠A=45°,当点A在平面内运动时,请在图中画出点A的运动轨迹.
【思维引导】定弦为线段________,定角为________.
例4题图
例5 如图,在等边△ABC中,点D为△ABC内一动点,∠ADB=120°,请在图中画出点D的运动轨迹.
【思维引导】定弦为线段________,定角为________.
例5题图
方法三 四点共圆
方法解读
(1)同侧型:如图①,AB为△ABC和△ABD的公共边,点C,D在AB的同侧,∠C=∠D,此时A,B,C,D四点共圆;
如图②,当∠C=∠D=90°时,AB为⊙O的直径.
(2)异侧型:如图③,由点A,B,C,D构成的四边形中,若∠D+∠B=180°,则A,B,C,D四点共圆,∠A+∠C=180°.
图③
提示:可用反证法证明
例6 如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D为平面内一点,∠ADC=∠BAC,过点C作CD的垂线,交DA的延长线于点E,则共圆的四个点为点________,请画出这四个点所在的圆.
【判断依据】____________________________.
例6题图
例7 如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D,E,F分别为AB,BC,AC上的点,∠DFE=90°,则共圆的四个点为点________,请画出这四个点所在的圆.
【判断依据】____________________________.
例7题图
二阶 利用辅助圆求最值
方法一 点圆最值
方法解读
已知平面内一定点D和⊙O,点E为⊙O上一动点,设点O与点D之间的距离为d,⊙O的半径为r.
位置关系
点D在⊙O内
点D在⊙O上
点D在⊙O外
图示
DE的最大值
d+r
2r
d+r
此时点E的位置
连接DO并延长交⊙O于点E
DE的最小值
r-d
0
d-r
此时点E的位置
连接OD并延长交⊙O于点E
点E与点D重合
连接OD交⊙O于点E
【应用依据】直径是圆中最长的弦.
例8 有一架竖直靠在直角墙面的梯子正在下滑,一只猫紧紧盯住位于梯子正中间的老鼠,等待与老鼠距离最小时扑捉.把墙面、梯子、猫和老鼠都理想化为同一平面内的线或点,模型如图,∠ABC=90°,点M,N分别在射线BA,BC上,MN长度始终保持不变,MN=4,E为MN的中点,点D到BA,BC的距离分别为4和2.
(1)确定点E运动轨迹的依据为( )
A. 定点定长作圆
B. 定弦对定角作圆
C. 四点共圆
(2)在此滑动过程中,猫与老鼠的距离DE的最小值为________.
例8题图
方法二 线圆最值
方法解读
已知⊙O及直线l,⊙O的半径为r,点Q为⊙O上一动点,圆心O与直线l之间的距离为d,点Q到直线l的距离为m.
位置关系
直线与⊙O相离
直