内容正文:
广西
数 学
基础精讲册
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第一部分 立足教材过基础
第六章 圆
小专题8 与圆有关的最值及隐形圆(辅助圆)问题
(3年1考,2024.26)
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类型1 点圆最值问题
已知平面内一定点和,是上一动点,设的半径为, ,
求, 两点之间距离的最值.#1
点 在圆内 点 在圆上 点 在圆外
最
小
值 __________________________
当点在 的延长线上
(即点处)时, 取
得最小值 _______________________________
当点与点 重合
时, 取得最小
值0 ______________________
当点在 上
(即点处)时, 取
得最小值
3
点 在圆内 点 在圆上 点 在圆外
最
大
值 _______________________
当点在 的延长线上
(即点处)时, 取
得最大值 __________________________
当点在 的延长
线上时, 取得最
大值 _____________________________
当点在 的延长线上
(即点处)时, 取
得最大值
续表
4
1.如图,正方形的边长为4,是以 为直径的半圆
上一点,则 的最小值为_______.
【解析】如解图,连接,,交半圆 于点
, 在 中,
,,当点
与点重合时,取得最小值 .
5
2.如图,在中, ,,
为内一点,且点在以为直径的半圆上.当 的长
度最小时, 的面积是( )
D
A. 3 B. C. D.
6
【解析】如解图,取的中点,连接, ,
, 点在以为直径的半圆上运动.在 中,
, 当点在线段上时,有最小值.是 的中点,
,., ,
是等边三角形,. ,
.
7
3.如图,在平面直角坐标系中,的半径为2,圆心的坐标为,
是上的任意一点,,且,与轴分别交于, 两点,若
点,关于原点对称,则 的最大值为____.
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类型2 线圆最值问题(2024.26)
已知与直线,是上一动点.若的半径为,圆心到直线 的距
离为.求点到直线 的距离最值.#1
直线与 相离 直线与 相切 直线与 相交
最
小
值 ____________________________________
过点作直线 的垂线,交
于点,当点 运动到点的位置时,点 到直线 的距离取得最小值 ___________________________________
连接,当点 与点重合时,点 到直线 的距离取得最小值0 ___________________________________
当点为直线与 的交点时,点 到直线 的距离取得最小值0
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直线与 相离 直线与 相切 直线与 相交
最
大
值 ____________________________________
过点作直线 的垂线,其反向延长线交 于点,当点 运动到点的位置时,点 到直线 的距离取得最大值 _________________________
连接 ,其反向延
长线交于点 ,
当点运动到点
的位置时,点 到直
线 的距离取得最大
值 ____________________________________
过点作直线 的垂线,其反向延长线交于点,当点 运动到点 的位置时,点到直线 的距离取得最大值
续表
10
4.如图,等边三角形的边长为4,的半径为,为 上一动点,
过点作的切线,切点为,则 的最小值为___.
3
11
5.如图,的半径是5,点在上.是 所在平面内一
点,且,过点作直线,使 .
(1)点到直线 距离的最大值为___;
7
解图1
【解析】如解图1,∵l⊥PA, 当点在外且
三点共线时,点到直线 的距离最大,最大值为
;
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(2)若直线与相交,且交点为,,则当线段 的
长度最大时, 的长为_____.
解图2
【解析】如解图2.∵M,是直线与的交点,
当线段 的长度最大时,线段是的直径. ,
,, .
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类型3 定点定长(2024.26)
【方法解读】
知识回顾:平面内到定点的距离等于定长的所有点构成的集合.(圆的定义)
构造思路: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.
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若有共端点的三条等线段(如图1, ),可考虑构造辅助圆.
图1
图2
推广:如图2,点为定点,点为线段上的动点(不含点 ),将
沿折叠得到,则点的运动轨迹为以点 为圆心,以线
段 为半径的一段圆弧.
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6.如图,在四边形中,, , ,则
_____ .
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模型识别:定点是,定长是 ,画出隐形圆.
【解析】,,,三点都在以点为圆心, 长为半径
的圆上. , , ,
, .
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7.如图,在矩形中,,,是直线 上的一个动点,
,沿翻折形成,连接,,则 的最小值为
_________.
模型识别:点在以为圆心, 为半径的圆上运动.
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【解析】如解图,连接,是直线上的一个动点, ,
, 点在以为圆心,为半径的圆上运动. 在矩形
中,,,,,.在
中,由勾股定理得, 的最小值为
.
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类型4 定弦对定角
【方法解读】
知识回顾:在同圆或等圆中同弧或等弧所对的圆周角都相等.
(圆周角定理)
构造思路:若线段<m></m>的长度及其所对的<m></m>的大小不变,则点<m></m>的运动
轨迹是以<m></m>为弦的圆.
(1)如图1,当<m></m> 时,点<m></m>在优弧
<m></m>上运动(不与点<m></m>,<m></m>重合).
结论:<m></m>.
图1
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(2)如图2,当 时,点在上运动(不与点, 重合).
结论:弦为 的直径.
(3)如图3,当 时,点在劣弧上运动(不与, 重合).
结论: .
图2
图3
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8.如图,已知正方形边长为2,,分别是射线, 上的动点,
且满足,连接,,交点为,则 的最小值为______.
模型识别: ,点轨迹是以 为直径的圆.
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【解析】在正方形中,, .
在和中, ,
,
, ,
, 点在以为直径的圆上,由图形可知当,, 在同
一直线上时,有最小值,如解图.,.在
中,, .
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9.如图,为等边三角形,,为 内一动点,且满足
,则 面积的最大值是_ ___.
模型识别: ,画出点 的运动轨迹.
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【解析】为等边三角形, ,
, ,
, ,以为弦作过点 的
,点的运动轨迹是劣弧,如解图,过点作于点,当, ,
共线时,直线与的交点为,此时 长
度最大,即的面积最大,, ,
,, 面积的最
大值为 .
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10.如图,在矩形中,,,点在矩形的内部,连接 ,
,,若,则 的最小值是________.
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类型5 四点共圆
【方法解读】
情形1:
知识回顾:圆内接四边形对角互补.
构造思路:如图,若<m></m> ,则<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>四点共圆.
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情形2:
知识回顾:同弧所对的圆周角相等.
构造思路:如图,若<m></m>,则<m></m>,<m></m>,<m></m>,<m></m>四点共圆.
. .
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11.如图,矩形的对角线相交于点,过点 作
,交于点,连接,若 ,则
的度数是( )
C
A. B. C. D.
模型识别:判断哪四点共圆,画出隐形圆.
【解析】 四边形是矩形,, ,
四边形对角互补,,,,四点共圆, .
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12.如图,等腰三角形中, ,.点在 的延长线
上,于点,于点,连接,则 的最小值为_ ____.
模型识别:判断哪四点共圆,画出隐形圆.
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【解析】如解图,连接,取的中点,连接, ,
,,, ,
,,,四点共圆, , 是等边三角
形, ,,. 当
时,的值最小,,的最小值为 .
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13.如图,在中, ,,, 为平面内一点,且
,过点作,与的延长线相交于点,则 面积
的最大值为_ ____.
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【解析】在中, ,, ,
,. ,则
, ,
, ,即
当取得最大值时,的面积取得最大值. , ,
由圆周角定理可知,,,,四点共圆, 点在以 为直径的圆上,
,即的最大值为3,的最大值为 .
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类型6 最大张角
【方法解读】
问题:已知,是的边上的两个定点,是边 上的动点,
则当点在何处时, 最大.
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结论:当且仅当的外接圆与边相切于点时, 最大.
证明:设是边上不同于点的任意一点,连接,,交
于点,连接.由圆周角定理可知 .由三角形内外角关系可
知,, 当与边相切时, 最大.
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14.(2022桂林)如图,某雕塑位于河段上,游客在步道上由点
出发沿方向行走.已知 , ,当观景视角
最大时,游客行走的距离是______ .
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【解析】如解图,取的中点,过点作于点,以 为直径
作,是的中点,, .
,,,, ,
为的半径,是的切线,切点为, 当点与点 重合时,
观景视角最大,此时 .
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15.如图,在矩形中,,,, 分别是边
,上的动点,且 .当 的长为_ ___时,
最大.
【解析】如解图,取的中点,连接 ,
,,, ,
,四点共圆,, 当与 相切时,
最大,.易得 ,
,,,, 当
的长为时,最大, 最大.
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