内容正文:
数 学
九年级下册 JJ
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第一部分 教材同步分层练
4
第二十
九章
直线与圆的位置关系
大招专题1 圆中的最值问题
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难关
母题学大招1 利用圆的性质求最值
(第1题图)
1.【2025河北邢台期中,中】如图,在平面直角坐标系中,以原
点为圆心的圆过点,一直线过点与圆交于,
两点,则弦 的最小值为_____.
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大招解读|利用圆的性质求最值
如图,过圆内一定点的所有弦中,直径最长,与直径垂直的弦 最短.
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【解析】如图所示,过点作轴于点,连接,,则 ,
, 根据勾股定理得. 点, ,
过圆内定点的所有弦中,与垂直的弦最短, 由垂径定理
及勾股定理可得的最小值为 ,故
答案为 .
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子题练变式
(第2题图)
2.【2025四川泸州期末,中】如图,的直径 ,弦
,且弦在圆上滑动(的长度不变,点,与点,
不重合),过点作于点,若是的中点,则 的
最大值是___.
4
思路分析
延长交于点,连接,根据垂径定理可得 ,再根据三角形中位
线定理可得,进而可得当的值最大时,的值最大,即当 为直
径时, 的值最大,即可求解.
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【解析】如图,延长交于点,连接,是
的中点,
是的中位线,, 当的值最大时, 的值最大,即
当为直径时,的值最大.的直径, 的最大值为
,故答案为4.
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母题学大招2 利用将军饮马模型求最值
(第3题图)
3.【2025江苏扬州质检,中】如图,为的直径,, 是
上的两点,过作于点,过作 于点
,为上的任意一点,若,, ,则
的最小值是( )
B
A.20 B. C.14 D.
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大招解读|利用将军饮马模型求最值
已知,为上直径同侧两点,为直径上一动点,求 的最小值.如
图,作点关于的对称点,连接交于点,则,故当点 与
点重合时,取得最小值,最小值为 的长.
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【解析】如图,连接,, ,
,
,,是 上的两
点,, ,
,,,. 延长与 相
交于点,连接,为的直径,, ,
,, 当点在直线上时, 取最小值,
且最小值为的长.过作交的延长线于点.又 ,
, 四边形是矩形,, ,
,,
的最小值是 ,故选B.
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母题学大招3 利用圆外点到圆的距离求最值
(第4题图)
4.[中]已知点和直线,求点 到直线
的距离可用公式 计算.根据以上材料解
决下面问题:如图,的圆心的坐标为,半径为1,直线
的表达式为,是直线上的动点,是 上的动点,
则 的最小值是( )
A
A. B. C. D.2
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大招解读|利用圆外点到圆的距离求最值
如图,外有一定点,点在上运动:①当点是线段与 的交点时
(即在处),线段的值最小;②当点是线段的延长线与 的交点时
(即在处),线段 的值最大.
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【解析】如图,过点作 直线,交于点,此时 的值最小.根据点到
直线的距离公式可知,点到直线的距离. 的半径为
1, ,故选A.
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子题练变式
5.[中]如图,的半径为2,圆心的坐标为,点 是
上的任意一点,,且,与轴分别交于, 两
点,若点、点关于原点对称,当线段最短时,点 的坐标为
________.
关键点拨
连接,连接交于点.根据点的坐标,利用勾股定理求出 的长,
再根据直角三角形斜边中线的性质,以及关于原点对称的点的坐标特点知
,得到当最小时, 最短是解题关键.
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【解析】如图,连接,连接交于点 点的坐标为 ,
,, .若要
使最短,则需取得最小值.当点位于位置时,取得最小值. ,
,,, 点的坐标为,故答案为 .
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母题学大招4 利用直线与圆的特殊位置关系求最值
(第6题图)
6.【2024湖北武汉洪山区校级质检,中】如图,在
中, ,,,分别是, 的中
点,若等腰绕点逆时针旋转,得到等腰 ,
记直线与的交点为,则点到 所在直线的距离的
最大值为_______.
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大招解读|利用直线与圆的特殊位置关系求最值
直线与相离,是直线 上一个动点.
(1)如图(1),上的点到直线的最大值与最小值分别是当 时线段
, 的长;
(2)如图(2),过点作的切线,当时, 的值最小.
图(1)
图(2)
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【解析】由题意知,在以为圆心,为半径的圆上,如图,当 所在直
线与相切时,直线与的交点到直线的距离最大,过点作 直
线.此时易证四边形是正方形, ,则
,故 ,,故点
到所在直线的距离的最大值为,故答案为 .
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子题练变式
(第7题图)
7.【2025湖北武汉期末,较难】如图,在矩形 中,
,,是边上一动点(不含端点),将
沿直线翻折,得到.射线交线段于点,连接 ,
则的面积为____, 的最大值为_____.
10
思路分析
由题意可得点在以为圆心,4为半径的圆弧上运动,当射线
与圆相切时,最大,此时点和重合,,, 三点共线,
进而可求 的最大值.
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【解析】由题意可得的面积等于矩形 面积的一半,
的面积为.在 中,
, 当最大时, 有最大值.由题意可得
点在以为圆心,4为半径的圆弧上运动,当射线与圆 相
切时,最大,此时,两点重合,,, 三点共线,如图. 由题意可得
, , ,
,, ,
,,,
在中,.故答案为10, .
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母题学大招5 利用定点定长构造辅助圆求最值
(第8题图)
8.[中]如图,点,的坐标分别是,,点 为坐标
平面内一动点,,点为线段的中点,连接,则
的最大值为( )
C
A. B. C. D.
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大招解读|利用定点定长构造辅助圆求最值
已知定点和定长,想到动点的轨迹是以定点为圆心,定长为半径的圆.
如图,动点到定点的距离为定值,则点的轨迹为以点 为圆
心, 为半径的圆.
关键点拨
根据题意可知,点在半径为2的上运动,通过画图可知,在
的延长线上时, 最大,即可求.
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【解析】如图, 点为坐标平面内一动点,, 在以
为圆心,2为半径的圆上运动.取 ,连接
,,是 的中位线,
, 当最大时,最大.当,, 三点共线,
且在的延长线上时,最大,故此时最大. ,
,,,,即
的最大值为 .故选C.
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子题练变式
(第9题图)
9.【2025山东烟台期中,较难】如图,在平面直角坐标系
中,半径为4的与轴交于点,,与 轴交于点
,,连接,已知轴上一点,点是 上一动
点,连接,点为的中点,连接,,则
面积的最小值为__________.
思路分析
连接,,,由三角形的中位线定理求得 ,
得点在以点为圆心,2为半径的上运动,当 点为线
段与的交点时, 的面积最小,求出此时
的面积即可.
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【解析】如图,连接,, .由题意得
,, 为
直径, .由题意知,点在以 为圆心,
2为半径的上运动.当点为线段与 的交点时,点
.故答案为 .
到的距离最短,为, 面积的最小值为
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母题学大招6 利用定弦定角构造辅助圆求最值
(第10题图)
10.【2024浙江金华期中,中】如图,在 中,
,,,点 是其内部一动点,且
,则, 两点间的最小距离为( )
C
A.3 B.4 C. D.
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大招解读|利用定弦定角构造辅助圆求最值
___________________________________ _________________________________________
固定线段所对动角为定值,则点 运
动轨迹为过,, 三点的圆. 原理:弦 所对的同侧圆周角恒相等.
备注:点 在优弧、劣弧上运动皆可.
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思路分析
取的中点,由及 ,得出 ,可得 点
在以为圆心,为半径的圆弧上运动,连接交圆于点,当点与点 重合
时,, 间距离最小.
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【解析】中, ,,, 由勾
股定理,得.如图,取 的中点
, ,
, ,点在以 为圆心,
为半径的圆弧上运动.连接交圆于点.当点与点重合时,, 间的距
离最小,最小距离为的长.在 中,由勾股定理,得
,故, 两点间的最小距离为
,故选C.
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子题练变式
(第11题图)
11.【2025河南开封期末,较难】如图,正方形 的边长为4,
点,分别是,上的动点,且,连接, 交于
点,连接,则 的最小值是( )
A
A. B. C. D.
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【解析】如图,取中点,连接,.在正方形 中,
, .在和 中,
, ,
, , 点在以点 为圆
心,长为半径的半圆上运动, 当,,三点在同一条直线上时, 取最
小值.在中,, 的最小值为
,故选A.
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母题学大招7 利用四点共圆求最值
12.【2024福建福州期中,中】如图,正方形 的边长为6,
点是正方形外一动点,且点在的右侧, , 为
的中点,连接,当运动时,线段 的最大值为( )
D
A. B. C. D.
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大招解读|利用四点共圆求最值
____________________________ _________________________
对角互补型:
如图(1),若 或
,则,,, 四点共圆. 同侧等角型:
如图(2),若,则 ,
,, 四点共圆.
图(1)
图(2)
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关键点拨
连接,交于点,连接,.根据 , 得到 ,
,,四点共圆,且点 为圆心是解题关键.
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【解析】如图,连接,交于点,连接, ,
, ,,,四点共圆,易知点即为圆心. 正方形 的边长为
6,.为的中点,是 的中点,
, 当点在线段上时, 最
大,,即线段的最大值为 .故选D.
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子题练变式
13.【2025黑龙江绥化期末,较难】如图,已知菱形中, ,点
,分别在,上,,与交于点,连接 .
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(1)求证: ;
图(1)
【证明】如图(1)所示,连接 四边形 是菱形,
, ,
是等边三角形, , .又
,, ,
.
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(2)当,时,求 的长;
图(2)
【解】如图(2),延长到,使得,连接 .
由(1)易得 菱形中, ,
, , ,
,
.又, ,
,, ,
, , 是等边三角形,
.
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(3)当时,求 的最大值.
图(3)
【解】 , ,
,,,,四点共圆, 当 为直
径时,的值最大.设圆心为,连接,,,过点 作
于 ,如图(3)所示,
,
,
,,,, 的最大值为4.
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思路引导
(3)证明,,,四点共圆,则当为直径时,的值最大,设圆心为 ,
连接,,过点作于,在中求出 的长即可得到答案.
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母题学大招8 利用辅助圆求最大张角
14.【2024四川宜宾翠屏区校级期中,中】如图,已知点, 的坐标
分别是,,点为轴正半轴上一动点,当最大时,点
的坐标是( )
B
A. B. C. D.
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大招解读|利用辅助圆求最大
如图,已知点,是的边上的两个定点,点是边 上的一个动点,则
当且仅当的外接圆与边相切于点时, 最大.
证明:如图,在边上任取一点(不与点重合),连接 ,
,与圆相交于点,连接,
(利用三角形外角性质),
当圆与相切时, 最大.
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【解析】过点,作,当与轴相切于点时, 最大,
连接,,,作轴于,如图. 点, 的坐标分别是
,,, ,
,与轴相切于点,轴,
四边形为矩形,,.在 中,
,,点坐标为 .故选B.
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