内容正文:
数学
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二、常考模型、方法分类提升练
专题七 曲线型最值——显性圆问题
(8年3考)
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点圆、线圆最值问题(2024,2022.15)
例1题图
例1 假日小红一家三口乘坐如图①所示的摩天轮游玩,图
②为其示意图,摩天轮的中心记为点,小红和爸爸乘坐同一车厢
看作点,妈妈站在地面上点处,为摩天轮上最外沿一点,且与地面垂直,与地面平行.已知点到地面的距离为 ,摩天轮的直径为
80
20
.则妈妈和小红的最远距离为____ ,最
近距离为____ .
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练1题图
练1 某小区内有一圆形草坪, 是圆形草坪内的一三
角区域,管理员王师傅计划在 处的水管上安装一喷灌龙头来给这块草坪
浇水(高度忽略不计),示意图如图所示.已测出 ,
,,到的距离分别为, .则该喷灌龙头的最远射程
为_______ ,最近射程为______ .
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练1题解图
【解析】如解图,连接,,过点作于点,则 ,
,在中, ,
,过点作,垂足为,则 ,
,,,过点作 ,垂
足为,则, ,
,
,
, 最远射程为
,最近射程为 .
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例2 如图,是的弦,是上一动点,连接,,若 的
半径为5,,则点到距离的最大值为___, 面积的最大值
为____.
例2题图
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【点拨】为弦,即直线与相交,过点作 的垂线并反向延长
交于点,此时点到距离最大.当点到的距离最大时,
的面积最大.
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练2题图
练2 如图,在边长为2的菱形中, ,是 边的中点,
经过点,点为上一动点,连接,.则点到直线 距离
的最小值为________, 面积的最小值为________.#4
【点拨】直线与相离,当点为与的交点时,点 到直线
的距离最小.当点到直线 距离最小时,
的面积最小.
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练2题解图
【解析】如解图,过点作的垂线,垂足为,交于点 ,连
接, 四边形是边长为2的菱形, , ,
, ,, 点 与点
重合,,,即点 到
直线距离的最小值为, 面积的最小值
为 .
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方法:“一箭穿心”定交点 ,“近点”有最小值,“远点”有最大值.#5.1.2
点 在圆内 点 在圆外
_______________________________________________________________________
最大值:即
最小值:即
最大值:即
最小值:
模型解读 (一)点圆最值
已知:的半径为,是平面内一定点,是上一动点,确定 的最值.5.1.1
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原理:直径是圆内最长的弦
. .
(二)线圆最值
已知:的半径为,圆心到定直线的距离为,是 上一动点,
确定点到直线 的最值.
方法:过点作的垂线,交于点,交直线于点 .
线圆相交
_____________________________________
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线圆相离
____________________________________________
____________________________________
续表
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依据1:垂线段最短
依据2:三角形三边关系及三点共线
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与切线有关的最值问题(2024.15)
例3题图
例3 [2025郑州管城区一模]如图,在正方形中,,为 上
一点,且,将线段绕点逆时针旋转旋转角小于 ,得到线
段,连接并延长,交直线于点,则 的最小值为___,最大值
为____.#1
2
14
15
例3题解图
【解析】由题意可知, ,如解图①,当与 相
切于正方形内的点时,最小,此时 ,
,为的切线,, ,
, , ,
外的点时,此时最大,同理可得, 的最大值为
.综上所述, 的最小值为2,最大值为14.
,, ,解得
,的最小值为 ;
如解图②,当与 相切于正方形
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模型解读
(一)圆外一点与圆上一点、圆心形成的夹角问题
已知:点是外一点,点在上,当最大时,确定点 的位
置.
作图:作于,则,,当 时
最大,此时和 相切.#4.1.2
图示:#4.1.3
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例4题图
例4 [2025郑州八中九上期末]如图,在中,, ,
,的半径为1,点在边上运动,过点的直线 与
相切于点,则 的最大值为_____,最小值为____.
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例4题解图
【解析】如解图,过点作于点,连接、, ,
, , ,
, ,
, 直线与相切于点, 的半径为1,
,, ,
, 当 最大时,
的值最大;当最小时,的值最小, 点在
边上运动,,,
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的最大值为,最小值为, 当时,的值最大,最大值为;当时,的值最小,最小值为.综上所述,的最大值为,最小值为 .
例4题解图
练3题图
练3 [2024凉山州]如图,的圆心为,半径为2, 是直线
上的一个动点,过点作的切线,切点为,则 的最小值
为_____.
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练3题解图
【解析】如解图,连接,,设直线与轴交于点,与
轴交于点,是的切线, ,
, 当最小时,最小, 当
时,最小, 直线与轴的交点的坐标为 ,
与轴的交点的坐标为,, ,
, 当 时,
, 的最小值为
.
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(二)切线长最值问题
已知:的半径为,点到直线的距离为,点是直线 上一
动点,切于点,求 的最小值
图示:#4.2.2
最小值 #4.2.3
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