内容正文:
专题36 圆中的重要模型之隐圆
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。隐圆常见形式:定点定长(定义)、定弦对定角(或直角)、定边对等角(四点共圆)、对角互补(四点共圆)等。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。
1
模型来源 1
真题现模型 2
提炼模型 5
模型运用 6
模型1.隐圆之定点定长模型 6
模型2.隐圆之定弦对定角模型 9
模型3.隐圆之同弦对等角(四点共圆)模型 12
模型4.隐圆之对角互补(四点共圆)模型 16
20
隐圆模型源于中考数学对动态几何问题的深度提炼,其核心思想是“化隐为显”,即当图形中未直接出现圆时,通过特定几何条件识别出隐藏的圆(或圆弧),进而利用圆的对称性、等距性与角度性质简化求解。该模型广泛应用于最值、轨迹、角度推理等压轴题中。
学习圆的相关知识,不仅仅要充分理解、运用圆的定义和圆的基本性质、圆的对称性、和圆相关的角以及直线和圆的位置关系等相关知识,更要树立“圆”的思想和“圆”的意识,既要关于哪些看得见的圆,更要心领神会哪些看不见的圆--隐圆。
(2025·四川资阳·中考真题)如图,在四边形中,,E是线段的中点,F是线段上的一个动点.现将沿所在直线翻折得到(如图的所有点在同一平面内),连接,,则面积的最小值为( )
A. B. C. D.
(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,在中,,点在边上(不与A,B重合),过点作,垂足为点,则的最小值是 .
(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为 .
模型1)隐圆之定点定长模型
圆的定义:平面内到定点的距离等于定长的所有点构成的集合.
条件:如图1,若P为动点,且AB=AC=AP,结论:B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径。
通过构造以定点为圆心、定长为半径的圆,可以方便地解决与距离、角度等相关的问题。
图1 图2 图3
模型2)隐圆之定弦对定角模型
定弦对定角:若某固定线段AB及线段AB所对的∠C大小固定,则点C的轨迹是以AB为弦的圆的一部分。
1)条件:如图2,固定线段AB所对动角∠C恒定值,结论:动点C的轨迹为经过A、B、C三点的圆。
2)条件:如图3,特别地,若∠C为直角,结论:动点C的轨迹为以AB为直径的圆。
模型3)隐圆之定边对等角(四点共圆)模型
定边对等角模型:固定线段AB所对同侧动角∠D=∠C(为定值),则A、B、C、D四点共圆
图4 图5 图6 图7
1)条件:如图4,平面上A、B、C、D四个点满足,结论:A、B、C、D四点共圆。
证明:根据圆周角定理:同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角都相,逆向推导即可。
2)条件:如图5,AC、BD交于H,,结论:四点共圆。
证明:∵,∴,
又∵,。∴,∴A、B、C、D四点共圆。
模型4)隐圆之对角互补(四点共圆)模型
若平面上A、B、C、D四个点满足,则A、B、C、D四点共圆.
条件:如图6,平面上A、B、C、D四个点满足,结论:A、B、C、D四点共圆.
条件:如图7,BA、CD的延长线交于P,, 结论:A、B、C、D四点共圆.
证明:∵,∴,又∵,。
∴,∵,∴∴A、B、C、D四点共圆。
模型1.隐圆之定点定长(定义)模型
例1(2025·湖南永州·三模)综合与实践课上,同学们以“矩形折纸”为主题开展了数学活动.小明同学准备了一张长方形纸片,如图:,,他在边上取中点N,又在边上任取一点M,再将沿折叠得到,连结.达到最小值时,求 .
例2(2025·江苏·二模)如图,,,,则线段的最小值为( )
A.35 B. C. D.
例3(25-26九年级上·江苏扬州·期中)在平面直角坐标系中,点,,以A为圆心3为半径作圆,点M是上一动点,以为斜边作,且,则的最小值为 .
例4(25-26八年级上·四川成都·期中)如图,在四边形中,,,,,点为的中点,连接、,则的面积的最小值是 .
模型2.隐圆之定弦对定角模型
例1(2025·广东东莞·模拟预测)如图,在中,,,点是上的动点,连接,过点作于点,点是的中点,连接,则的最小值是
例2(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)如图,正方形中,,点为正方形内部一点,连接,,,且,当为等腰三角形时,的长为 .
例3(2025·山东济南·一模)如图,在矩形中,,点在边上,,在矩形内找一点,使得,则线段的最小值为 .
例4(2025·四川宜宾·三模)如图,在边长为6的等边中,点,分别是边,上的动点,且,连接,交于点,连接,则的最小值为 .
模型3.隐圆之定边对等角(四点共圆)模型
例1(2025·陕西西安·一模)如图,在矩形中,,,点在对角线上,点、分别在边、上,且,与互补,则四边形周长的最小值为 .
例2(2025·江苏宿迁·三模)已知在矩形中,,,点为边上的一个动点(点不与点、重合),过点作射线的垂线,垂足为,则的最小值为( ).
A.7 B.8 C. D.10
例3(2025·广东珠海·一模)如图,在中,,,,点P为平面内一点,且,过C作交的延长线于点Q,则的最大值为 .
例4(2025·河南驻马店·三模)如图,是等边三角形,P是内一动点,将点P绕点B逆时针旋转得到点Q,射线和射线交于点D,则 ;过点A作交于点E,连接,若,,则的最小值为 .
模型4.隐圆之对角互补(四点共圆)模型
例1(2025九年级上·江苏连云港·专题练习)如图,同一个圆中的两条弦、相交于点.若,,则与长度之和的最小值为 .
例2(2025·广西来宾·三模)如图,在中,,D、E、F在上,连接,若,,则线段的最小值为 .
例3(2025·贵州·模拟预测)如图,D,E分别是边长为的等边三角形的两边,上的动点,且,与交于点,则点A到点F的最小值为 .
例4(2025·河南·校考一模)综合实践课上,刘老师介绍了四点共圆的判定定理:若平面上四点连成四边形的对角互补或一个外角等于其内对角,那么这四点共圆.在实际应用中,如果运用这个定理,往往可以让复杂的问题简单化,以下是小明同学对一道四边形问题的分析,请帮助他补充完整.
特殊情况分析:(1)如图1,正方形中,点为对角线上一个动点,连接,将射线绕点顺时针旋转的度数,交直线于点.
小明的思考如下:
连接,∵,,∴,(依据1)
∵,∴,∴点共圆,
∴,,(依据2);∴,∴.(依据3)
填空:①依据1应为___________,②依据2应为___________,③依据3应为___________;
一般结论探究:(2)将图1中的正方形改为菱形,其他条件不变,(1)中的结论是否成立,若成立,请仅以图2的形式证明,若不成立,请说明理由;
结论拓展延伸:(3)如图2,若,,当为直角三角形时,请直接写出线段的长.
1.(2025·安徽合肥·一模)如图,在中,,为边上的动点,过作于点,连接并延长交于点.当取得最小值时,则的长为( )
A. B. C. D.
2.(24-25九年级下·安徽池州·开学考试)如图,在平面直角坐标系中,以点为圆心,半径为的圆与轴交于两点,与轴交于两点,点为上一动点,于点,则点在上运动过程中,线段的长的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(2025·广东惠州·三模)如图,在中,,作的外接圆,D为上的动点且在的上方,F为线段的中点,P为线段上一点,Q为线段的延长线上一点,,则下列结论正确的有( )
① ②的最小值为 ③ 的最大值为
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(24-25九年级上·浙江杭州·期中)如图,在矩形中,,点E在上,,在矩形内找一点P.使得,则 ,线段的最小值为 .
5.(2025·江苏·校考二模)如图,在中,,,分别是CB、AB的中点,连接EF,将绕点旋转一个角度,连接并延长,与直线交于点,则的最小值是 .
6.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)如图,已知正方形,以为腰向正方形内部作等腰,其中,过点E作于点F,若点P是的内心,,连接,则的最小值是 .
7.(25-26九年级上·河南周口·月考)如图,中,,将绕点C顺时针旋转一周,点A、B的对应点为与,连接,在旋转的过程中线段的长最大值为 ,最小值为 .
8.(2025·吉林长春·中考真题)如图,在边长为4的正方形中,对角线、相交于点.点在线段上.连接,作于点,交于点.给出下面四个结论:
①;②;③当时,;
④点与点之间的距离的最小值为.上述结论中,正确结论的序号有 .
9.(25-26九年级上·陕西西安·月考)如图,菱形中,,点为上一动点,连接,将沿翻折得到,连接,点为上一点,且,连接,则线段的最小值为 .
10.(2025·江苏苏州·二模)如图,在中,,,分别是CB、AB的中点,连接EF,将绕点旋转一个角度,连接并延长,与直线交于点,则的最小值是 .
11(24-25九年级下·山东烟台·期中)如图,在矩形中,,现有一点在直线的左侧,且,则线段的最小值为 .
12.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)如图,正方形,以为腰向正方形内部作等腰,且,过点E作于点F,点P是的内心,连接,,,若,则的最小值为 .
13.(24-25九年级下·湖南衡阳·自主招生)如图,直角△ABC中,,,,点P是内部一动点,总满足,连接,则的最小值为 .
14.(2025·河南开封·一模)如图,在中,,点D为的中点,点E,F分别是边上的动点,且,点G是的中点,连接,点E,F在运动的过程中,的最小值为 ,当最大时,线段的长是 .
15.(25-26九年级上·江苏南京·月考)如图,四边形是⊙O的内接四边形, ,,为上一点,,的最小值为
16.(25-26九年级上·福建厦门·期中)如图 ,,,点 在内部且,则 的最大值是
17.(25-26九年级上·江苏无锡·月考)如图,四边形中,,,,且四边形的面积为,连接,则的面积为 ;在上取点,使,则最小值为 .
18.(2025·广西贵港·一模)【阅读理解】学习完“圆”这一章内容后,有一些几何问题,如果添加辅助圆,可以使问题变得容易.我们把这个过程称为“化隐圆为显圆”.这类题目主要是两种类型.
【类型一】“定点+定长”:如图,在中,,,是外一点,且,求的度数.
解:由于,根据圆的定义可知,点、、一定在以点(定点)为圆心,(定长)为半径的上,则是所对的圆心角,而是所对的圆周角,从而可容易得到的度数.
【类型二】“定角+定弦”:如图,中,,,,是内部的一个动点,且满足,求线段长的最小值.
解:,
,.(定角).
点在以(定弦)为直径的上.
又点在内部,点在弧上(不包括点、点(如图)….
【问题探究】(1)①根据类型一的学习,可求得 °;②请完成类型二后面的过程;
【问题解决】(2)如图,在正方形中,,动点,分别在边,上移动,且满足.连接和,交于点.点从点开始运动到点时,点也随之运动,求点的运动路径长.
19.(24-25九年级上·浙江杭州·期中)探究与实践:“善思”小组开展“探究四点共圆的条件”活动,得出结论:对角互补的四边形四个顶点共圆. 该小组继续利用上述结论进行探究.
【提出问题】如图, 在线段同侧有两点,,连接,,,, 如果,那么,,,四点在同一个圆上.
【探究展示】如图,作经过点,,的,在劣弧上取一点(不与, 重合),连接,,则(依据);∵,∴,
∴点,,,四点在同一个圆上(对角互补的四边形四个顶点共圆)
∴点, 都在点,,所确定的上(依据);∴点,,,四点在同一个圆上;
【反思归纳】圆内接四边形对角互补;对角互补的四边形四个顶点共圆;
过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆;同圆中,同弧所对的圆周角相等;
()上述探究过程中的“依据”、“依据”分别是指什么?依据: ;依据: .
(从框内选一个选项,直接填序号)
() 如图,在四边形中,,,则的度数为 ;
【拓展探究】()如图4, 已知 是等腰三角形,,点在上(不与的中点重合),连接.作点关于的对称点,连接并延长交的延长线于, 连接,.
求证:,,,四点共圆;若,的值是否会发生变化,若不变化,求出其值;若变化,请说明理由.
20.(2025·陕西西安·模拟预测)()提出问题:如图,在中,,,则的外接圆的半径是___________.
()问题拓展:如图,在等边中有一点,,,,求的度数?
()问题应用:某校研学旅行安排在秦岭终南山下的薰衣草庄园,庄园内一块矩形薰衣草地如图所示、睿智小组给薰衣草地绘制图形并标上字母,在矩形中有、两点,在内,在内,测量米、米、,,,在四边形中种植普罗旺斯薰衣草,每平方米的费用是元.种植普罗旺斯薰衣草费用的最小值是多少?
21.(2023·辽宁鞍山·中考真题)如图,在中,,,点D是射线上的动点(不与点B,C重合),连接,过点D在左侧作,使,连接,点F,G分别是,的中点,连接,,.
(1)如图1,点D在线段上,且点D不是的中点,当,时,与的位置关系是________,________.(2)如图2,点D在线段上,当,时,求证:.
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专题36 圆中的重要模型之隐圆
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。隐圆常见形式:定点定长(定义)、定弦对定角(或直角)、定边对等角(四点共圆)、对角互补(四点共圆)等。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。
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模型来源 1
真题现模型 2
提炼模型 5
模型运用 6
模型1.隐圆之定点定长模型 6
模型2.隐圆之定弦对定角模型 9
模型3.隐圆之同弦对等角(四点共圆)模型 12
模型4.隐圆之对角互补(四点共圆)模型 16
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隐圆模型源于中考数学对动态几何问题的深度提炼,其核心思想是“化隐为显”,即当图形中未直接出现圆时,通过特定几何条件识别出隐藏的圆(或圆弧),进而利用圆的对称性、等距性与角度性质简化求解。该模型广泛应用于最值、轨迹、角度推理等压轴题中。
学习圆的相关知识,不仅仅要充分理解、运用圆的定义和圆的基本性质、圆的对称性、和圆相关的角以及直线和圆的位置关系等相关知识,更要树立“圆”的思想和“圆”的意识,既要关于哪些看得见的圆,更要心领神会哪些看不见的圆--隐圆。
(2025·四川资阳·中考真题)如图,在四边形中,,E是线段的中点,F是线段上的一个动点.现将沿所在直线翻折得到(如图的所有点在同一平面内),连接,,则面积的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】解:如图,过点C作于点G,
∵,∴,
∴四边形是矩形,∴,,
∵∴,∴,
∴当点到的距离最小时,面积最小,
过点作交的延长线于点H,即当最小时,面积最小,
∵E是线段的中点,, ∴,由折叠的性质得:,
∴点在以点E为圆心,1长为半径的半圆上运动,
∴当点E,,H三点共线时,最小,此时面积最小,
延长交于点M,过点D作于点N,则,∴,
∵,,∴,∵,∴,
∵,∴是等腰直角三角形,
∴,,∴,,∴,
∵,∴,即,∴,∴
∴,即面积的最小值为.故选:B.
(2025·江苏宿迁·中考真题)如图,在中,,点在边上(不与A,B重合),过点作,垂足为点,则的最小值是 .
【答案】3
【详解】解:作于点F,作于点K,
中,,,
,.
,,,
又,,,
,是定值,取最大值时,取最小值;
点D运动过程中,始终保持,点E在以中点O为圆心,长为半径的圆上,
当点E,K,O共线时,即点E在位置时,取最大值,
,,,
,即,,,即的最大值为,
此时,的最小值是3,故答案为:3.
(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为 .
【答案】
【详解】解:如图,∵在菱形中,,对角线,连接交于.
∴,,,,
∵设运动时间为,则,,∴,即,
∴,∴,∴,
∴,作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,
∴,,,
∴,∴在上,且在弧上,
∴在此过程中,点P的运动路径长为;故答案为:
模型1)隐圆之定点定长模型
圆的定义:平面内到定点的距离等于定长的所有点构成的集合.
条件:如图1,若P为动点,且AB=AC=AP,结论:B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径。
通过构造以定点为圆心、定长为半径的圆,可以方便地解决与距离、角度等相关的问题。
图1 图2 图3
模型2)隐圆之定弦对定角模型
定弦对定角:若某固定线段AB及线段AB所对的∠C大小固定,则点C的轨迹是以AB为弦的圆的一部分。
1)条件:如图2,固定线段AB所对动角∠C恒定值,结论:动点C的轨迹为经过A、B、C三点的圆。
2)条件:如图3,特别地,若∠C为直角,结论:动点C的轨迹为以AB为直径的圆。
模型3)隐圆之定边对等角(四点共圆)模型
定边对等角模型:固定线段AB所对同侧动角∠D=∠C(为定值),则A、B、C、D四点共圆
图4 图5 图6 图7
1)条件:如图4,平面上A、B、C、D四个点满足,结论:A、B、C、D四点共圆。
证明:根据圆周角定理:同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角都相,逆向推导即可。
2)条件:如图5,AC、BD交于H,,结论:四点共圆。
证明:∵,∴,
又∵,。∴,∴A、B、C、D四点共圆。
模型4)隐圆之对角互补(四点共圆)模型
若平面上A、B、C、D四个点满足,则A、B、C、D四点共圆.
条件:如图6,平面上A、B、C、D四个点满足,结论:A、B、C、D四点共圆.
条件:如图7,BA、CD的延长线交于P,, 结论:A、B、C、D四点共圆.
证明:∵,∴,又∵,。
∴,∵,∴∴A、B、C、D四点共圆。
模型1.隐圆之定点定长(定义)模型
例1(2025·湖南永州·三模)综合与实践课上,同学们以“矩形折纸”为主题开展了数学活动.小明同学准备了一张长方形纸片,如图:,,他在边上取中点N,又在边上任取一点M,再将沿折叠得到,连结.达到最小值时,求 .
【答案】
【详解】解:将沿折叠得到,,
点为的中点,,,
当点在边上运动时,点在以为圆心,为半径的圆弧上运动,
连接,在中, ,共线时,的值最小,如图,
最小为;,
设,,,在直角三角形中,
由勾股定理得:,,解得:,即,故答案为:.
例2(2025·江苏·二模)如图,,,,则线段的最小值为( )
A.35 B. C. D.
【答案】D
【详解】解:在上取点Q,使得,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴,∴,
∴,∴点P在以点Q为圆心,半径为20的上运动.
连接,当点P为与的交点时,取得最小值,此时,
∵,∴,
∵,,∴,
∴,即的最小值为.故选:D
例3(25-26九年级上·江苏扬州·期中)在平面直角坐标系中,点,,以A为圆心3为半径作圆,点M是上一动点,以为斜边作,且,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:依题意可知,点的运动轨迹是一个圆,设点的运动轨迹为,且是以点为位似中心的位似图形,当过圆心时,过圆心,,
,,过的顶点构造矩形,
,,,
,,,
,,令点,
,,
,解得,,点的坐标为,
,,,
在中,,,
,,
,即轨迹的半径为.
当点在上时,取得最小值,如图,,
.故答案为:.
例4(25-26八年级上·四川成都·期中)如图,在四边形中,,,,,点为的中点,连接、,则的面积的最小值是 .
【答案】
【详解】解:如图,延长相交于点,连接,
∵,,∴,
∵点为的中点,∴,∴点在以点为圆心,为半径的圆弧上运动,如图所示,
过点作于,当与圆弧的交点和点重合时,的边上的高最短,此时的面积的最小,如图,∵,∴,
设,则,,∴,
∵,∴,∵,∴,
解得,(不合,舍去),∴,∴,
∴的面积的最小值为,故答案为:.
模型2.隐圆之定弦对定角模型
例1(2025·广东东莞·模拟预测)如图,在中,,,点是上的动点,连接,过点作于点,点是的中点,连接,则的最小值是
【答案】/
【详解】解:,.如图所示,,取的中点,连接,则,
点在以为直径的上,的半径为,连接,则当点在线段上时,取得最小值,
∵点是的中点,,∴,∴,
,即的最大值为,故答案为:.
例2(2025·黑龙江齐齐哈尔·一模)如图,正方形中,,点为正方形内部一点,连接,,,且,当为等腰三角形时,的长为 .
【答案】或
【详解】解:∵四边形是正方形,∴,∴,
∵,∴,∴,∴点在以为直径的圆上,
∵为等腰三角形,当时,点为正方形对角线的中点,如图,
∵ ,∴;
当时,如图,过点作于,则,,
∵,,∴,
又∵,∴,∴,∴,设,则,
∵,∴,∴,∴;
当时,如图,仅当点和点重合时,
∵点为正方形内部一点,∴此种情况不符合;综上,的长为或,故答案为:或.
例3(2025·山东济南·一模)如图,在矩形中,,点在边上,,在矩形内找一点,使得,则线段的最小值为 .
【答案】/
【详解】解:点P在所对圆周角的圆O上运动,
当的延长线过圆心O时,有最小值,连接,,过O作于H,过O作于M,,,,,
,,,,
,,,,
,,四边形是矩形,,
,四边形是矩形,
,,,
,,,
,的最小值是,故答案为:.
例4(2025·四川宜宾·三模)如图,在边长为6的等边中,点,分别是边,上的动点,且,连接,交于点,连接,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图所示,∵边长为6的等边,∴, ,
又∵,∴,∴,
∴,
∴,∴点P的运动轨迹是以O为圆心,为半径的弧,
此时,连接交于,当点P运动到时,取到最小值,
∵,,,∴,
∴,,∴,
又∵,∴,,
∴,即,故答案为:.
模型3.隐圆之定边对等角(四点共圆)模型
例1(2025·陕西西安·一模)如图,在矩形中,,,点在对角线上,点、分别在边、上,且,与互补,则四边形周长的最小值为 .
【答案】18
【详解】解:过点F作于点P,连接
∵四边形为矩形,∴,∴
∵与互补,∴与互补,∴四点共圆,
∵,∴,∵,,∴,
∵∴∴,同理,
∴,∴,
∴四边形周长为,∴当最小时,四边形周长,
∴当,即点重合时,最小,即为,
∵,,,∴由勾股定理得:,
∵,∴,
而,∴,∴四边形周长为:,故答案为:18.
例2(2025·江苏宿迁·三模)已知在矩形中,,,点为边上的一个动点(点不与点、重合),过点作射线的垂线,垂足为,则的最小值为( ).
A.7 B.8 C. D.10
【答案】B
【详解】解:如图连接、 交于点 ,在矩形中,,,
∵,
∴四点共线,以为圆心 为半径作圆,作 交于点,
∴, ,∴;∴,
∵ ,当最大时最小,∴连接,当为 中点时最大,则,
∵ ,且为中点,∴ ,则,
∴ ,∴,∴的最小值为8,故选:B.
例3(2025·广东珠海·一模)如图,在中,,,,点P为平面内一点,且,过C作交的延长线于点Q,则的最大值为 .
【答案】
【详解】解:,∴四点共圆,,∴为直径,
, ,
,,,
在圆中,直径是最长的线段,因此当为直径时,最大,,
,故答案为:.
例4(2025·河南驻马店·三模)如图,是等边三角形,P是内一动点,将点P绕点B逆时针旋转得到点Q,射线和射线交于点D,则 ;过点A作交于点E,连接,若,,则的最小值为 .
【答案】 60
【详解】解:如图1所示,连接,设交于T,由旋转的性质可得,
∵是等边三角形,∴,
∴,∴,∴,
又∵,,∴;
∵是等边三角形,∴;
∵,∴四点共圆,∴;
∵,∴点P在以点B为圆心,3为半径长的圆上;
∵,∴,
∴当最小时,有最小值,∴当与相切时,最小,此时有最小值,
如图2所示,此时,∴,,
设,则,在中,,
在中,由勾股定理得,∴,
解得或(舍去),∴;故答案为:60;.
模型4.隐圆之对角互补(四点共圆)模型
例1(2025九年级上·江苏连云港·专题练习)如图,同一个圆中的两条弦、相交于点.若,,则与长度之和的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,以为边作等边,则,而,
∴,∴点在的外接圆上运动,
记,所在的圆为,连接,,,,∴,,
∴,
∵,(当,,三点共线时取等号),
当时,半径最小,此时半径为,
∴此时与长度的和最小,最小值为:.故答案为:.
例2(2025·广西来宾·三模)如图,在中,,D、E、F在上,连接,若,,则线段的最小值为 .
【答案】
【详解】解:作、的外接圆与,两圆交于点G,连接、.
∵四边形为内接四边形,∴,
∴,
∴C、E、D、G四点共圆,圆心为Q,连接,则,
∵,且,∴,
∵,∴,
作的外接圆,连接,则为等腰直角三角形,∴,
过点M作,垂足为N,则∴,
即为等腰直角三角形,则,从而,连接,
在中,,在中,,∴的最小值为,
当为直径时,连接,则为等腰直角三角形,
∴故答案为:
例3(2025·贵州·模拟预测)如图,D,E分别是边长为的等边三角形的两边,上的动点,且,与交于点,则点A到点F的最小值为 .
【答案】/
【详解】解:是等边三角形,,,
,,,
,
,如图,连接设,
当时,点A到点F的值最小,,,
,,,,
,A,D,F,E四点共圆,,,
,,,,,
,,,
,,,
,,.故答案为:.
例4(2025·河南·校考一模)综合实践课上,刘老师介绍了四点共圆的判定定理:若平面上四点连成四边形的对角互补或一个外角等于其内对角,那么这四点共圆.在实际应用中,如果运用这个定理,往往可以让复杂的问题简单化,以下是小明同学对一道四边形问题的分析,请帮助他补充完整.
特殊情况分析:(1)如图1,正方形中,点为对角线上一个动点,连接,将射线绕点顺时针旋转的度数,交直线于点.
小明的思考如下:
连接,∵,,∴,(依据1)
∵,∴,∴点共圆,
∴,,(依据2);∴,∴.(依据3)
填空:①依据1应为___________,②依据2应为___________,③依据3应为___________;
一般结论探究:(2)将图1中的正方形改为菱形,其他条件不变,(1)中的结论是否成立,若成立,请仅以图2的形式证明,若不成立,请说明理由;
结论拓展延伸:(3)如图2,若,,当为直角三角形时,请直接写出线段的长.
【答案】(1)两直线平行,内错角相等;同弧所对的圆周角相等;等角对等边
(2)成立,理由见解析(3)或3
【详解】(1)解:由题意可知:①两直线平行,内错角相等,②同弧所对的圆周角相等,③等角对等边,
故答案为:两直线平行,内错角相等;同弧所对的圆周角相等;等角对等边;
(2)解:(1)中结论仍然成立,理由如下:连接DQ,如图1所示:
∵在菱形中,∴,,
∵,∴点共圆,∴,,
∵为菱形的对角线,∴,∴,∴;
(3)解:或3. 由于点为对角线上一个动点,分两类情况讨论如下:
①当时,如图2所示:
∵在菱形中,,,∴,
∵,∴,∴,
由(2)中知点共圆,知,,
∴,∴,即,
∴在中,,则,∴由(2)知;
②当时,如图3所示:
在菱形中,,则,
,点与点重合,
由(2)可知,,,综上所述:或3.
1.(2025·安徽合肥·一模)如图,在中,,为边上的动点,过作于点,连接并延长交于点.当取得最小值时,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:,,点在以为直径的圆上运动,
如图,取的中点,以为圆心,的长为半径作,连接与交于点,连接并延长交于点,由点到圆上的距离可知,当点在位置时,取得最小值为,
在中,,,,,
,,,,,
,,,,
,,即当取得最小值时,则的长为,故选:C.
2.(24-25九年级下·安徽池州·开学考试)如图,在平面直角坐标系中,以点为圆心,半径为的圆与轴交于两点,与轴交于两点,点为上一动点,于点,则点在上运动过程中,线段的长的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】如图,连接,过点作于点,连接.
,.在中,,,
,,,,.
,.,
,,.
,,点在以为直径的上运动,.
当点在的延长线上时,的长最小,最小值为.故选:B.
3.(2025·广东惠州·三模)如图,在中,,作的外接圆,D为上的动点且在的上方,F为线段的中点,P为线段上一点,Q为线段的延长线上一点,,则下列结论正确的有( )
① ②的最小值为 ③ 的最大值为
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【详解】解:①是的外接圆,,,
在中,,,
,,
,故①正确;
如图,连接,取的中点,连接,,过点作,垂足为,
∵是的中点,是的中点∴
∴在以为圆心,为半径的圆上运动, ∵∴
∴∴,
∴,
∴ ∴的最小值为,故②错误;
∵设,则,,∴∴解得:
∴,∴, ∴
又∵∴∴,故③正确;
∵是直径,∴,∴
∵即∴,故④正确,
故正确的有①③④,故选:C.
4.(24-25九年级上·浙江杭州·期中)如图,在矩形中,,点E在上,,在矩形内找一点P.使得,则 ,线段的最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,在的上方,作,使得,连接,过点O作于Q,于J.
∵,∴点P的运动轨迹是以O为圆心,为半径的上,
∴当点P落在线段上时,的值最小,∵四边形是矩形,∴,
∵,,∴,∵,,
∴,,∴,∴,
∴,即∵,∴,
∴四边形是矩形,∴,,
∵,∴,∴,
∴的最小值,故答案为:,.
5.(2025·江苏·校考二模)如图,在中,,,分别是CB、AB的中点,连接EF,将绕点旋转一个角度,连接并延长,与直线交于点,则的最小值是 .
【答案】
【详解】解:连接,由题意得和都是等腰直角三角形,且,,,,
∴,,,∴,
∴,∴,∴四点共圆,∴,
∴点在以为直径的圆上,点在以为圆心,为半径的圆上,
∴当为的切线时,有最小值,此时重合,
∴,即的最小值是,故答案为:.
6.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)如图,已知正方形,以为腰向正方形内部作等腰,其中,过点E作于点F,若点P是的内心,,连接,则的最小值是 .
【答案】
【详解】解:,,,
点P是的内心,分别是和的平分线,
,
,
∵,,,∴,
点P在以为弦,所对的圆周角为的圆上运动,作的外接圆,如图所示:
圆心记作点O,连接,在优弧上取一点Q,连接,则,
,,
连接,交于点,当点P与点重合时,的值最小,分别过点O作于点M,交的延长线于点N,如图所示:∴,,
∴四边形是正方形,,,
在中,,
即的最小值为;故答案为:.
7.(25-26九年级上·河南周口·月考)如图,中,,将绕点C顺时针旋转一周,点A、B的对应点为与,连接,在旋转的过程中线段的长最大值为 ,最小值为 .
【答案】 / /
【详解】解:中,,,
∵将绕点C顺时针旋转一周,
∴点运动轨迹为以点C为圆心,长为半径的圆,,如下图,
∴当点在线段上时,线段的长最小为;
当点在线段延长线上时,线段的长最大为;故答案为:;.
8.(2025·吉林长春·中考真题)如图,在边长为4的正方形中,对角线、相交于点.点在线段上.连接,作于点,交于点.给出下面四个结论:
①;②;③当时,;
④点与点之间的距离的最小值为.上述结论中,正确结论的序号有 .
【答案】①②④
【详解】解:∵正方形,∴,,,,∵,∴,
∵,∴,故①符合题意;
∵,,∴,∴,故②符合题意;
当时,,∴,,∴,故③不符合题意;
如图,取的中点,连接,
∵,∴在以为圆心,为直径的圆上,
当共线时,最小,∵,∴,
∴,∴,
∴点与点之间的距离的最小值为.故④符合题意;故答案为:①②④
9.(25-26九年级上·陕西西安·月考)如图,菱形中,,点为上一动点,连接,将沿翻折得到,连接,点为上一点,且,连接,则线段的最小值为 .
【答案】/
【详解】解:如图,延长到点H,使得,连接,,,,如图,
∴是的中位线,∴,由菱形的性质可知,,,
∴是等边三角形,∴,,
∴,∴,∴,
由翻折的性质可知,,∴点F在以C为圆心,8为半径的圆上运动,
∴当点C,点F,点H三点共线时,最小,即最小,由勾股定理得,,
∴最小的,∴最小的.故答案为:.
10.(2025·江苏苏州·二模)如图,在中,,,分别是CB、AB的中点,连接EF,将绕点旋转一个角度,连接并延长,与直线交于点,则的最小值是 .
【答案】
【详解】解:连接,由题意得和都是等腰直角三角形,且,,,,
∴,,,∴,
∴,∴,∴四点共圆,∴,
∴点在以为直径的圆上,点在以为圆心,为半径的圆上,
∴当为的切线时,有最小值,此时重合,
∴,即的最小值是,故答案为:.
11(24-25九年级下·山东烟台·期中)如图,在矩形中,,现有一点在直线的左侧,且,则线段的最小值为 .
【答案】
【详解】如图所示,取中点E,中点F,连接,在线段上取点O使,连接,,,以点O为圆心,为半径画弧,∵在矩形中,,点E是中点
∴,,
∵,∴
∵,∴,即
∵∴∴
∴点P在以为半径的圆上运动,如图所示,连接,,
∴;∴如图所示,当点B,P,O三点共线时,有最大值,即的长度
根据题意得,四边形是矩形;∴
∴;∴
∵;∴
∴;∴线段的最小值为.故答案为:.
12.(25-26九年级上·江苏苏州·期中)如图,正方形,以为腰向正方形内部作等
腰,且,过点E作于点F,点P是的内心,连接,,,若,则的最小值为 .
【答案】
【详解】解:,..
点P是的内心,即,分别平分和,,.
.
,,,≌..
如图,作出的外接圆,设圆心为Q,圆的半径为r,则的最小值即为.
,设所对的圆心角优角为,则,.
,.,.
∵四边形是正方形,.过点Q作,则,
.∴是等腰直角三角形..
..
.的最小值为.故答案为:.
13.(24-25九年级下·湖南衡阳·自主招生)如图,直角△ABC中,,,,点P是内部一动点,总满足,连接,则的最小值为 .
【答案】/
【详解】如图,作的外接圆,连接,过点O作交的延长线于H.
∵,∴优弧所对的圆心角的度数为,∴劣弧所对的圆心角:,
∵,∴是等边三角形,∴,,
∵,∴,在中,,
∴,,∵,∴,
∴,∵,∴,∴BP的最小值为.
14.(2025·河南开封·一模)如图,在中,,点D为的中点,点E,F分别是边上的动点,且,点G是的中点,连接,点E,F在运动的过程中,的最小值为 ,当最大时,线段的长是 .
【答案】 1
【详解】解:如图1,;∴,
,
∵点D为的中点,∴,∵,∴同理,在中,,
∵点E,F分别是边,上的动点,点G是的中点,
∴G点的运动轨迹是以C为圆心,为半径的,∴当G点位于上时,最小,
∴的最小值为;故答案为:1;
∵如图2,当与圆C相切时,最大,过A点作圆C的切线,切点为G,∴,
∵,∴在中,,∴,
∵G是的中点,,∴,∴是等边三角形,
∴,∴,
∵,∴.故答案为:.
15.(25-26九年级上·江苏南京·月考)如图,四边形是⊙O的内接四边形, ,,为上一点,,的最小值为
【答案】
【详解】解:如下图所示,连接,,是的直径,圆心在上,
,,
,,以为斜边构造等腰直角,
则有,,,
以点为圆心,为半径作圆,在优弧上取一点,连接、,则,
,点在的劣弧上运动,当点、、三点共线时,的值最小,
,,,,
.故答案为: .
16.(25-26九年级上·福建厦门·期中)如图 ,,,点 在内部且,则 的最大值是
【答案】
【详解】如图,连接、,在上取一点,使得,
,,,、、、四点共圆,
,,是等边三角形,,
,是等边三角形,,,,
,,,,
四边形的周长为,
,当最大时,四边形的周长最大,则最大,
当是的外接圆的直径时,最大,此时点在中点处,
,最大值=,最大为,故答案为:.
17.(25-26九年级上·江苏无锡·月考)如图,四边形中,,,,且四边形的面积为,连接,则的面积为 ;在上取点,使,则最小值为 .
【答案】
【详解】解:如图,取中点,连接,∴,
∵,∴是等边三角形,∴,
∴,∴,∴,
∴,∴,
如图,过作于点,∴,即,
∴,∴点在与平行,与距离为的直线上运动,
延长交直线于点,则,∴,
∵,,∴,
∴,即,∴,取,则,∴,
∵,∴,∴,
∴点在以为直径的圆上运动,取中点,∴,
∴, 如图,当三点共线时,最小,
∵,∴最小值为,故答案为:,.
18.(2025·广西贵港·一模)【阅读理解】学习完“圆”这一章内容后,有一些几何问题,如果添加辅助圆,可以使问题变得容易.我们把这个过程称为“化隐圆为显圆”.这类题目主要是两种类型.
【类型一】“定点+定长”:如图,在中,,,是外一点,且,求的度数.
解:由于,根据圆的定义可知,点、、一定在以点(定点)为圆心,(定长)为半径的上,则是所对的圆心角,而是所对的圆周角,从而可容易得到的度数.
【类型二】“定角+定弦”:如图,中,,,,是内部的一个动点,且满足,求线段长的最小值.
解:,
,.(定角).
点在以(定弦)为直径的上.
又点在内部,点在弧上(不包括点、点(如图)….
【问题探究】(1)①根据类型一的学习,可求得 °;②请完成类型二后面的过程;
【问题解决】(2)如图,在正方形中,,动点,分别在边,上移动,且满足.连接和,交于点.点从点开始运动到点时,点也随之运动,求点的运动路径长.
【答案】(1)①;②见解析;(2)
【详解】(1)①是所对的圆心角,而是所对的圆周角,,
,故答案为:;
②,
,.(定角).
点在以(定弦)为直径的上.
又点在内部,点在弧上(不包括点、点)
如图2,连接交于点,此时最小,
, ,在中,,,
,,最小值为;
(2)四边形是正方形,,,
,,,,
,,,
,如图4,连接,交于点,
点在运动中保持,点的运动路径是以为直径的圆弧,
点的运动路径长为 .
19.(24-25九年级上·浙江杭州·期中)探究与实践:“善思”小组开展“探究四点共圆的条件”活动,得出结论:对角互补的四边形四个顶点共圆. 该小组继续利用上述结论进行探究.
【提出问题】如图, 在线段同侧有两点,,连接,,,, 如果,那么,,,四点在同一个圆上.
【探究展示】如图,作经过点,,的,在劣弧上取一点(不与, 重合),连接,,则(依据);∵,∴,
∴点,,,四点在同一个圆上(对角互补的四边形四个顶点共圆)
∴点, 都在点,,所确定的上(依据);∴点,,,四点在同一个圆上;
【反思归纳】圆内接四边形对角互补;对角互补的四边形四个顶点共圆;
过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆;同圆中,同弧所对的圆周角相等;
()上述探究过程中的“依据”、“依据”分别是指什么?依据: ;依据: .
(从框内选一个选项,直接填序号)
() 如图,在四边形中,,,则的度数为 ;
【拓展探究】()如图4, 已知 是等腰三角形,,点在上(不与的中点重合),连接.作点关于的对称点,连接并延长交的延长线于, 连接,.
求证:,,,四点共圆;若,的值是否会发生变化,若不变化,求出其值;若变化,请说明理由.
【答案】(),;();()证明见解析;.
【详解】()解:如图,作经过点,,的,在劣弧上取一点(不与,重合),连接,则(圆内接四边形对角互补)
∵,∴,
∴点,,,四点在同一个圆上(对角互补的四边形四个顶点共圆)
∴点,在点,,所确定的上(过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆)
∴点,,,四点在同一个圆上,故答案为:,;
()解:∵在线段同侧有两点,,,∴,,,四点共圆,
∵,∴,故答案为:;
()证明:∵,∴,
∵点与点关于对称,∴,∴,∴,,,四点共圆;
解:,理由如下,如图,∵,,,四点共圆,∴,
∵,关于对称,∴,∴,
∵,∴,∵,∴,∴,
又∵,∴,∴,∴,∵,∴.
20.(2025·陕西西安·模拟预测)()提出问题:如图,在中,,,则的外接圆的半径是___________.
()问题拓展:如图,在等边中有一点,,,,求的度数?
()问题应用:某校研学旅行安排在秦岭终南山下的薰衣草庄园,庄园内一块矩形薰衣草地如图所示、睿智小组给薰衣草地绘制图形并标上字母,在矩形中有、两点,在内,在内,测量米、米、,,,在四边形中种植普罗旺斯薰衣草,每平方米的费用是元.种植普罗旺斯薰衣草费用的最小值是多少?
【答案】();();()元
【详解】解:如图,设点为的外接圆圆心,连接,过点作于,
则,,∵,∴,
∵,∴,∵,
∴,即的外接圆的半径是,故答案为:;
()∵是等边三角形,∴,,
如图,将绕点逆时针旋转到,连接,
则,∴是等边三角形,∴,,
∵,∴,∵,,
∴,∴,,
又∵,∴,∴是直角三角形,,
∴,∴;
()解:∵米,米,,∴米,
∵,,∴,
∵,∴把顺时针旋转得到,连接,则,,,,∴是等边三角形,∴米,
∴平方米,
∵,∴,
∴,如图,作的外接圆,
∵米,,∴点在上运动(不含端点),
连接,设与相交于点,当时,取最小值,的值最大,此时的面积最大,∵,∴,
∴当的面积最大时,四边形的面积最小,此时种植普罗旺斯薰衣草的费用最小值,
当时,如图,则米,
∵,,∴,∴,
∴米,
∴平方米,
∴种植普罗旺斯薰衣草费用的最小值为元.
21.(2023·辽宁鞍山·中考真题)如图,在中,,,点D是射线上的动点(不与点B,C重合),连接,过点D在左侧作,使,连接,点F,G分别是,的中点,连接,,.
(1)如图1,点D在线段上,且点D不是的中点,当,时,与的位置关系是________,________.(2)如图2,点D在线段上,当,时,求证:.
【答案】(1)垂直, (2)见解析
【详解】(1)解:连接并延长交于,
∵,∴,同理:,
∴,∴,四点共圆,∴,
∵,∴,∴与垂直;∵是的中点,∴,,
∵是的中点,∴,∵,∴,∴,
又,,∴,∴,∴,∴,
∵,∴,∴,∴;故答案为:垂直,;
(2)作于,作,交的延长线于点,连接,
∵,∴为等边三角形,∴,,
∵,∴,∴,四点共圆,∴,
∵是的中点,∴,,∵是的中点,∴,∴,
∴,∴,∴是梯形的中位线,∴,∴,∵,∴,
∵,,∴,∵,∴,
∴,∴,∴;
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