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重难点05圆的综合压轴题
◆)◆
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第部分重难考向解读拆解核心难点,明确备考要点
★核心模块
★重难考向
★考法解读/考向预测
第二部分重难要点賠剖析精解核心要点,点拨解题技巧
★要点梳理
★典例验知★技巧点拨
★类题夯基
考向01圆与三角形的综合(解直角三角形/相似)
考向02圆与四边形的综合(计算与证明)
考向03圆与函数的综合(代数几何跨界)
考向04圆的动态探究与存在性问题(压轴拉分)
考向05隐圆与最值模型(高阶思维)
第三部分重难提分必刷靶向突破难点,精练稳步进阶
---◆》00◆
重●难●考●向●解●读
一、2023、2024、2025年考法解读
纵观近三年全国中考数学压轴题,圆的综合题呈现出“重代数推理、重跨科融合、重模型变式”的鲜
明特点:
1.基础回归,核心定理高频复用:垂径定理、切线长定理、圆周角定理依然是解题的“三板斧”。命
题人偏爱将这些基础定理镶嵌在复杂图形中,考查学生的“图形拆解力”。
2.跨界融合,函数方程成为主旋律:圆与二次函数、反比例函数的综合题占比逐年攀升。核心考点
聚焦于“直线与圆相切的临界条件”、“圆上一动点的坐标参数化”。
3.动态探究,分类讨论杜绝漏解:2024、2025年多省市(如浙江、湖北、重庆)真题中,出现了大
量“动点十圆”的存在性探究题,要求学生不仅要会算,更要具备严密的逻辑分类思想。
二、2026年考法预测
基于近年命题演变,对2026年中考命题趋势及备考策略作出如下预测:
1.
命题趋势展望
(1)从“有形”向“无形”转变:显性给出的圆将减少,更多题目会以“到定点距离等于定长”或“定弦对定
角”的隐性条件出现,考察学生构造“隐形圆”的能力。
(2)运算偏向“整体代换”与“降维”:在求解半径或线段长时,单纯靠勾股定理列方程的情况会减少,更
多需要借助相似比例进行整体代换,或将三维几何问题降维转化为二维坐标问题。
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(3)新定义题型崛起:预计2026年会涌现一批结合“闭包”、“极距等新定义的圆综合题,实质是考察圆
的基本量的快速提取能力。
2.2026年备考策略建议
(1)狠抓“半径”这根主线:让学生建立条件反射一看到圆,第一时间寻找或构造半径,将问题转化
为直角三角形或等腰三角形问题。
(2)固化“分类讨论”触发机制:教导学生遇到“相切”想内外,遇到“弦”想优/劣弧,遇到“点对圆”想圆内
/圆外,形成肌肉记忆。
(3)强化“建系”破题法:对于纯几何推导受阻的优等生,鼓励采用平面直角坐标系,用代数方程暴力
破解几何最值。
重●难●要●点●剖●析
考向01圆与三角形的综合(解直角三角形/相似)
。题型01利用切线性质结合解直角三角形求线段/角度
回棉豪妙计
通用思路:切线的本质是提供了直角,将曲线问题转化为直线型的三角形问题。
关键步骤:
1.连半径:连接圆心与切点,标记直角符号(90°)。
2.
设未知:根据已知角度(如30°,45°)和边长,设出半径r或相关线段长。
3.
列方程:在构造出的直角三角形中,利用勾股定理或锐角三角函数列出关于r的一元一次方程并求解。
1.(2026安徽阜阳·二模)如图1,在AOB中,0A=0B,⊙0与AB相切于点C,与OB交于点D,点E
是⊙0上一点,连接CE,DE,CE交0D于点G,已知∠A=50°,⊙0的半径为4,
图1
图2
(1)求∠E的度数:
(2)如图2,若0A∥CE,延长D0交⊙0于点F,连接EF,求EF的长.
2.(2026辽宁沈阳一模)如图,AB为半圆O的直径,点P在AB的延长线上,过点P作半圆O的切线,
与半圆相切于点C,过点O作AB的垂线与PC的延长线相交于点D,与半圆O相交于点F,连接AC,
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OD与AC相交于点E.
E
(I)求证:DC=DE;
②若半圆0的半径长为4,an∠8MC=?求0D的长.
3.(2026陕西渭南一模)如图,ABC内接于O0,且AB是O0的直径,延长AC至点D,过点D作
DE⊥AB于点E,过点C作OO的切线CF交DE于点F,
(I)求证:LA=∠BCF;
3
(2)若点E是OB的中点,00的半径为10,si血B=亏,求AD的长.
②题型02圆中的垂直与相似模型(母子相似以)
回棉豪妙计
通用思路:圆中的相似多见于相交弦、切割线以及直径所对的圆周角构成的直角三角形。
关键步骤:
1.
找直角:若有过直径的圆周角,直接得到90°并作垂线(双垂直模型)。
2.
证相似:通过“公共角十直角”或“对顶角十圆周角相等”证明两三角形相似。
3.
得比例:写出对应边成比例式(如PA2=PB·PC为切割线定理推论),代入已知量求未知量。
1.(2026北京通州一模)如图,已知AB为半圆O的直径,C为半圆O上一点,连接AC,BC,过点O
作OD⊥AC于点D,过点A作半圆O的切线交OD的延长线于点E,连接EC.
D
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(I)求证:EC为圆O的切线;
(②连接BD并延长交E于R,若半圆0的直径为10,am∠C4B子,求F的长。
2.(2023山东德州模拟预测)如图,在ABC中,以ABC的边AB为直径作O0,交AC于点D,DE是
OO的切线,且DE⊥BC,垂足为点E.
(I)求证:AB=BC;
(2)若DE=3,CE=6,求直径AB长.
3.(2026陕西榆林二模)如图,⊙0是ABC的外接圆,BC是直径,点E是BC左侧O0上的一点,连接
CE、BE,延长EB到点D,连接AD,AD是OO的切线,CE‖AD.
B
(I)求证:∠EBC=2LACB;
(2)若BD=1,AB=5,求O0的半径长.
考向02圆与四边形的综合(计算与证明)
◆题型03圆内接四边形的性质应用与角度推导
回棉豪妙什
通用思路:圆内接四边形的核心特征是“对角互补,外角等于内对角”,是导角的利器。
关键步骤:
1.
审图形:确认四点共圆(或需证明共圆)。
2.转角度:利用“对角之和=180°”求出未知角;或利用“一个角的外角等于它的内对角”进行等量
代换。
3.
推结论:结合三角形内角和或平行线性质,完成最终的度数计算。
1.(2026陕西商洛一模)如图,ABC内接于O0,点E在AB上,点D在劣弧AC上,连接AD、CD、
CE,若四边形ADCE为平行四边形,且∠D=108°,则∠BCE的度数为()
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D
E
0
B
A.30°
B.35
C.36°
D.40
2.(2026北京石景山一模)如图,在ABC中,AB=AC,∠B=65°,以AC为直径画圆,与AB交于点
D,与BC交于点E,连接DE,则∠DEC的大小为()
A.130°
B.115°
C.65
D.50°
3.(2026云南保山一模)如图,ABC是O0的内接等腰三角形,AB=AC,点E是劣弧AC上的动点(与
点A,点C均不重合),连接BE,CE,连接AE并延长交BC的延长线于点D,过点A作直线AM∥BC.
M
(I)若LABC=52°,求∠AEC的度数;
(2)求证:AM是O0的切线:
(3)探究、发现与证明:是否存在常数m和n,使等式DC.DB=m·AD2+n·AC2成立?若存在,请直接
写出m和n的值,并证明DC·DB=m·AD2+n·AC2成立;若不存在,请说明理由.
。题型04圆与特四边形判定综合(如正田明是菱形矩形)
回棉豪妙计
通用思路:将四边形问题转化为圆心到各边距离(弦心距)的问题。
关键步骤:
1.定基础:先证明四边形是平行四边形(如证明对边平行或对角线互相平分)。
2.添条件:
(1)证菱形:证明邻边相等(如利用切线长定理,或圆心到四边距离相等)。
(2)证矩形:证明有一个角是直角(如证明圆心在四边形对角线交点上,且半径相等)。
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答题模板:先证平四(两组对边分别平行/相等)一→再添条件(一组邻边等/一个角为直角)→下结论。
1.(2025陕西西安模拟预测)如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,E是AB上一点,F是AD上一点,连
接EF,CF,∠CFE=60°,若BE+DF=6,则菱形ABCD的面积为
B
2.(2025福建泉州一模)如图,在菱形ABCD中,∠D=a,△ACD的外接圆O0交BC边于点E,则
∠EAC的大小为
(用含a的代数式表示)
A
D
B
E
3.(2024山东滨州中考真题)如图,四边形ABCD内接于O0,若四边形OABC是菱形,则∠D=
D
B
考向03圆与函数的综合(代数几何跨界)
。题型05圆与一次函数的综合(求解折式/交点)
回佛豪妙社
通用思路:将圆上一动点或圆外一点设元,利用两点间距离公式(或切线垂直关系)建立等式。
关键步骤:
1.设坐标:设动点为x,ax2+bx+c或利用参数设元。
2.
找等量:
(1)若点在圆上:该点到圆心的距离等于半径(用距离公式)。
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(2)若线与圆相切:圆心到该直线的距离等于半径。
3.
解方程:代入坐标,去根号(平方)或去分母求解参数。
1.(2026北京海淀一模)如图,在平面直角坐标系x0y中,4-2m是抛物线y=x2上一点.以点C(0,1)
2
为圆心,CA长为半径的圆与抛物线在第一象限交于点B,抛物线和⊙C在点A,B之间的部分分别记为
G,G.M,N分别是G,G,上的两个动点(M,N均不与A,B重合).给出下面四个结论:
G
2衣
①当MN⊥x轴时,MN长的最大值为V5+1;
②若点Q在x轴上,则在第一象限内存在点M,使四边形ABM0的面积等于△ABQ的面积;
③△AMN可能是等边三角形;
④以0)为中点的线段MN拾有两条。
上述结论中,所有正确结论的序号是(.
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
2.(2025上海模拟预测)在平面直角坐标系x0y中,以原点O为圆心作00:x2+y2=mm>0).若抛物
线y=ax2+bx+c(a≠0)与⊙O有且只有两个交点,且抛物线不从⊙0内部穿过,则a的取值范围(用m
表示)为
3.(2025·甘肃武威模拟预测)如图,己知二次函数y=ax2+bx+c(a<0,c>0)与x轴交于点A、B,与y
轴交于点C,且以AB为直径的圆经过点C,
VA
备用图
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(1)若点A-2,0),点B(8,0),求c的值:
(2)若点A(x,0),B(x2,0),试探索C是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
(3)若点D是圆与抛物线的交点(D与A、B、C不重合),在(1)的条件下,x轴上是否存在一点P,使
得以P、B、C为顶点的三角形与△CBD相似?若存在,请直接写出点P坐标;若不存在,请说明理由.
。题型06反比例函数帼像中的圆形运轨迹
回棉豪妙计
通用思路:利用反比例函数上点的坐标特征|y|=k|,结合圆的弦长公式进行计算。
关键步骤:
k
1.
表坐标:设圆与反比例函数图象的交点坐标为m,
m
2.
造勾股:若涉及弦长,结合垂径定理,将半弦长、弦心距、半径用m和k表示。
3.
消元解:列出等式,目标通常是求解比例式或消去m求出k的值。
1.(2025河南南阳模拟预测)已知反比例函数y=经过点A3,4).
x
(I)求反比例函数的解析式:
(2)以平面直角坐标系原点0为圆心,OA长为半径画圆,与该反比例函数图象有交点,求除点A外的其
余交点的坐标:
(3)若该反比例函数与⊙0在第一象限的另一个交点为点B,求△OAB的面积.
2.(2022广东广州一模)如图,在平面直角坐标系中,直线yx与双曲线y=交于4,B两点,其中4
的坐标为(1,a),P是以点C(-2,2)为圆心,半径长为1的圆上一动点,连接AP,Q为AP的中
点
(1)求双曲线的解析式:
(2)将直线y=x向上平移m(m>0)个单位长度,若平移后的直线与⊙C相切,求m的值
(3)求线段OQ长度的最大值.
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k
3.(2025河南漯河·二模)如图,在平面直角坐标系中,点P在反比例函数y=二(x>0)的图象上,0P与y轴
交于A,B两点,与x轴相切于点C.连接PA,PB,已知△PAB是等边三角形,且PA=4.
B
(I)求反比例函数的表达式:
(2)过点B作BD∥x轴,交0P于另一点D,点D是否在反比例函数的图象上?
(3)若OP与反比例函数的图象交于点E,F,连接AE,EF,请直接写出∠AEF的度数.
考向04圆的动态探究与存在性问题(压轴拉分)
《题型07直线与圆的位置送系探究(相切/相交的临界态)
回棉豪妙计
通用思路:动直线或动圆引发的位置关系变化,关键在于找准“恰好相切”的这一瞬间。
关键步骤:
1.画草图:画出初始状态和相切临界状态的示意图。
2.
表距离:用含有变量的代数式表示出“圆心到切线的距离”或“圆心到动点的距离”。
3.
列方程:令该距离等于圆的半径,解出的变量值即为临界值,最后根据不等式确定范围。
1.(2025·北京·三模)如图所示,在一个半径为1m的圆形轨道所在平面内,垂直立一根柱子,设轨道到柱
子的最近距离为d(d>0),在圆形轨道上有精密测距仪,可以在轨道的不同的n个位置测量离柱子的距
离h,用h,h,,h,表示n个不同位置测量的距离
立柱
轨道
当h+h+…+hn-1=hn时,此时为轨道与柱子的最佳位置,此时的d为最佳距离.
(1)当最佳距离d=1m时,hn的最大值为
(2)当n的最大值为6时,最佳距离d的范围是
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2.(2024广东汕头·一模)如图1,正方形ABCD的边长为4,E是BC边的中点,点P在射线AD上,过P
作PF⊥AE于F.设PA=x·
D
D
B
E
E(F)
E
图1
图2
图3
(I)若以P,F,E为顶点的三角形与△ABE相似,试求x的值;
(2)如图2,当点F与点E重合时,设PF交CD于点G,试判断∠GAE与∠BAE的大小关系并说明理由;
(3)以D为圆心,DP为半径的⊙D与线段AE只有一个公共点时,请直接写出x的取值,
3.(2026天津东丽一模)已知在00中,点C为AB的中点,连接0C交弦AB于点E,点D在00上,连
接OA,OB,BD,CD.
D
D
F
图①
图②
(1)如图①,连接AC,若∠D=28°,求∠OBA和L0AC的度数;
(2)如图②,过点A作O0的切线交0C延长线于点F,若∠D=30°,OA=3,求AB和AF的长.
题型08圆上一动点构成的三角形存在性(等腰直角三角形)
回棉豪妙计
通用思路:圆上的动点通常有无数个,需按固定顶点分类,转化为纯粹的代数计算。
关键步骤:
1.定分类:明确哪个点是直角顶点或等腰顶点(若未明确,需分三种情况)。
2.
设坐标:设动圆上的点为(x,y),并满足圆心为(a,b)的圆的方程(x-a2+(y-b2=R2。
3.
列等式:根据等腰或直角列出第二个方程。
4.
解方程组:联立圆的解析式求解,并代入原图检验是否符合题意(防增根)。
1.(2026云南一模)如图,ABC是00的内接三角形,AB为O0的直径,AB=10,点D在⊙0上.
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CD平分∠ACB,连接OC,AD,BD,E是OC延长线上一点,连接AE,AE=OA,过点A作
AF⊥OC于点F,∠ABC=22.5°.
⊙
D
(I)求证:AE是O0的切线;
(2)求AD的长:
(3)探究:是否存在常数m,使等式AC·BC+AD·BD=mCD成立?若存在,求出m的值;若不存在,
说明理由,
2.(2026云南一模)如图,ABC内接于⊙0,∠BAC的平分线AD与O0交于点D,连接BD,CD,过
点D作DE∥BC,DE交AC的延长线于点E.
.O
C
E
(I)求证:LDBC=∠DCB;
(2)求证:DE是O0的切线:
(3)探究、发现与证明:是否存在常数m,n,使等式AD2=mAB·AC+nBD2成立?若存在,请直接写出一
个m的值和一个的值,并证明你写出的m的值和的值,使等式AD2=mAB·AC+nBD?成立;若不存
在,请说明理由,
3.(2023·湖南衡阳一模)如图,抛物线y=ax2+bx+c交x轴于A(-1,0,B(3,0)两点,交y轴于点C(0,3)
,D为顶点,
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(1)求抛物线的解析式:
(2)在y轴的负半轴上是否存在点P使∠APB+∠ACB=180°,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请
说明理由;
(3)过点C作直线1与y轴垂直,与抛物线的另一个交点为E,连接AD,AE,DE,在直线1下方的抛物
线上是否存在一点M,过点M作MF⊥1,垂足为F,使以M,F,E三点为顶点的三角形与ADE相似?
若存在,请求出M点的坐标,若不存在,请说明理由.
(4)点H是直线AC上一点,该抛物线的对称轴上一动点G,连接0G,GH,则两线段0G,GH的长度
之和的最小值等于,此时点G的坐标为(直接写出答案.)
考向05隐圆与最值模型(高阶思维)
题型09利用“定弦定角”构造隐圆求晶值
回棉豪妙竹
通用思路:若线段AB固定,且动点P满足∠APB=0(定值),则P的轨迹是以AB为弦的一段圆弧。
关键步骤:
1.
找定弦:确定长度不变的线段AB。
2.
造圆:利用尺规作图,作出使得∠APB=的圆弧(即找圆心O,使∠AOB=20)。
3.
求最值:将所求线段(如PA十PB或PC)转化为圆心到某定点的距离士半径,利用“两点之间线段
最短”求得结果。
1.(2025·陕西渭南模拟预测)【问题提出】
D
B
图①
图②
图③
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(1)如图①,在Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=12,BC=8,以AB为直径作OO,点P是ABC内部
的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP的最小值为
(2)如图②,BD是等边△ABD与△DBC的公共边,且∠BCD=30°,BD=4.点E是等边△ABD内
部一点,且满足∠DEB=150°,求线段AE的最小值;
【问题解决】
(3)如图③是某生态公园的部分示意图,正方形ABCD是一块绿地,经测量,AB=100m,政府计划对
该绿地及周边区域进行重新规划利用,在射线AD上取一点E,沿BE,CE修两条小路,并在小路BE上
取点F,将CF段修建为供游客休息的走廊(走廊宽度忽略不计).根据设计要求,LBFC=∠BCE,为
了节省铺设成本,要求供游客休息的走廊CF的长度尽可能小,问CF的长度是否存在最小值?若存在,
求出CF长度的最小值;若不存在,请说明理由.
2.(2025·陕西商洛·一模)问题提出
)知图O,在等边三角形ABC中,4E=CD-8C=2,点F为BC上一动点,求EF+DF的最小值:
问题解决
(2)如图②,某市计划将四边形ABCD修建为一个批发市场,其中E为该批发市场的车辆入口,
△BCG为货物零售区域,现需在AD边上的点F处设置一个快递分类装车点,并修建车道EF,FG用来运
送货物.已知∠ABC=60°,∠BCD=∠ADC=90°,∠ABG+∠DCG=90°,AB=BC=300V3m,CE=DE.为
节约成本,需将车道EF,FG修建的尽可能短,则EF+FG的值是否存在最小值?若存在,求EF+FG的
最小值;若不存在,请说明理由.(结果保留根号)
A
图①
图②
3.(2025吉林长春,三模)【问题原型】如图①,在矩形ABCD中,AB=2,AD=22,点E在边AD上,
点F在射线DC上,且DF=√2AE,连结BE、AF交于点M,若点P是AD边上的一个动点,连结PC
、PM,试探究PC+PM的最小值.
【问题分析】如图②,小明首先作点C关于直线AD的对称点C,连结PC'、P,由对称性可知
PC=PC,利用基本事实:“两点之间线段最短”,可知当C、P、M三点共线时,
PC+PM=PC'+PM=C'M,进而问题转化为探究C'M的最小值问题,又进一步转化为探究点M的轨
迹的问题
其次,小明发现可通过证明△DAF∽△ABE,得出AF⊥BE,进而可知∠AMB=9O°,即可确定点M的
轨迹
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以下是证明∠AMB=90°的部分过程
证明:在矩形ABCD中,∠BAD=∠ADC=90
:AB=2,AD=2√2
AD
=2
AB
证明过程缺
失
请你补全上述缺失的证明过程,
【问题解决】请结合上述探究过程,用圆规和无刻度的直尺,在图③中作出【问题原型】中的点P、M,
使PC+PM的值最小,此时PC+PM的最小值为
·(保留作图痕迹)
D
D
4
图①
图②
图③
题型10“点到圆”的最大/最小距离问题
回棉豪妙什
通用思路:圆外一点P到圆O上任意一点Q的距离,最大值为PO十,最小值为PO一r。
关键步骤:
1.
定圆心半径:从复杂图形中抽象出隐形圆的圆心O和半径。
2.
连线段:连接圆外定点P与圆心O并延长,使之与圆交于两点。
3.
算极值:最大值=PO十r,最小值=PO一r(若点P在圆内,则最大/最小值互换)。
1.
(2023湖南永州·三模)我们知道,两点之间线段最短,因此,连接两点间线段的长度叫做两点间的距离;
同理,连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短,因此,直线外一点到这条直线的垂线
段的长度,叫做点到直线的距离.类似地,连接曲线外一点与曲线上各点的所有线段中,最短线段的长
度,叫做点到曲线的距离。依此定义,如图,在平面直角坐标系中,点A2,)到以原点为圆心,以1为
半径的圆的最短距离为
·最长距离为
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·A(2,1)
2.(2022河南南阳一模)习过相似三角形后,刘老师布置了一道思考题
问题情境:如图1,等腰三角形ABC中,AC=BC,CD为AB边上的中线,M为CD上一个动点,
DE⊥BM于点E,连接CE,若点N为AC上一个动点,连接EN,当AC=5,AB=6时,求EN的最
小值.
小明在分析这道题时,发现思路不明显,他采用从特殊到一般的方法进行探究,以下是他的探究过程,
请仔细阅读,并完成下列任务.
D
8
D
B
图1
图2
图3
原题中动点较多,小明准备先从动点的条件入手分析:
分析一:如图2,等腰三角形ABC中,AC=BC,CD为AB边上的中线,
若CD=AB,点M为CD的中点,DE⊥BM于点E,连接CE,
点N为AC上一个动点,连接EN,探究EN是否存在最小值:
过程:连接AE,:CD垂直平分AB,CD=AB,M是CD的中点,
BD=MD,∠BDM=90°,△BDM是等腰直角三角形,
:DE⊥BM,.BE=DE,.∠DBE=∠EDC=45°,
:AB=CD,.△BAE≌△DCE,
AE=CE,.∠BEA=∠DEC,
∠BEA-LDEA=∠DEC-LDEA,.∠BED=∠CEA=90°,
△CAE是等腰直角三角形,.当EN⊥AC时有最小值;
分析二:如图3,等腰三角形ABC中,AC=BC,CD为AB边上的中线,
若CD≠AB,且M,N分别为CD、CA的中点,DE L BM于点E,
连接CE,EN,求证:AC=2EN,
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任务:
(I)小明在分析一中判断EN的最小值时运用了
原理;(填序号)
①两点之间线段最短;②垂线段最短;③平行线间的距离;④点到圆的距离.
(2)请完成分析二的证明:
(3)请直接写出问题情境中EN的最小值.
3.(2025浙江杭州一模)【定理学习】欧几里得在《几何原本》中提出切割线定理:从圆外一点引圆的切
线和割线(圆外一点引出一条与圆有两个交点的直线叫割线),切线长是这点到割线与圆交点的两条线
段长的比例中项。
【定理证明】(1)如图①,点P为O0外一点,PA与O0相切于点A,割线PC与圆相交于B,C两点,
求证:PA=PB,PC(提示:连结AB,AC,AO,并延长A0交OO于点D,连结BD).
【解决问题】(2)如图②,PA是⊙0的切线,连结PO交⊙0于点B,⊙O的半径为r.若
PA=r+2,PB=P-2,求r的值,
B
D
图①
图②
重●难●提●分●必●刷
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.(2026安徽模拟预测)如图,点P为正方形ABCD内或边上一动点,PA=AB=4,M为PB的中点,分
别连接PC,CM,则下列结论错误的是()
D
M
B
A.CM的最小值为√5
B.PM的最大值为22
C.PC的最小值为4√2-4
D.PC+PM的最大值为2√2+4
2.(2026四川绵阳二模)如图,M(2,2),⊙M与x轴,y轴均相切,一次函数y=3x+b的图像与⊙M相
切于A点(点A在点M左边),则A点坐标是()
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。M
10-3V1010+V10
B.
5
5
c.
103+V10
1010-V10
2,2
D.
3,3
3.(2026湖北武汉一模)如图,AB是半径为5√2的O0的一条弦,点C在AB上,过点C作AB的垂线交
⊙0于点D,AB=14,则AC+CD的最大值是()
B
A.16
B.17
C.18
D.19
4.(2026江西萍乡.一模)如图,正方形ABCD的边长为2,动点E从点A出发,沿折线A→D→C的方向
运动,同时动点F以相同的速度沿折线D→C→B的方向运动,当其中一点停止运动时,另一点也随即
停止运动,连接AF,BE交于点G.点H是边CD上的另一动点,连接BH和HG,则BH+HG的最小值
为()
C H
A.√7
B.25
C.25-1
D.V17-1
5.(2026安徽淮南一模)己知点C是半圆的动点,AB为直径,且AB=10,求AC+2BC的最大值()
C
A.10V5+5√2B.105
C.152
D.5V3+5
6.(2026四川德阳·一模)水车是中国古代重要的灌溉工具,罗江太平廊桥旁也保留了几座大水车.图1是
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某种型号水车的示意图,其外围部件是绕中心轴旋转的圆形轮盘,它的边缘平均分布了12个水斗,这
些水斗随轮盘转动而升降.如图2,在水车顺时针转动时,其中的1个水斗在点A处放空水,同时有1
个水斗刚好在点B处接触水面,中间还有2个水斗,已知外围轮盘半径OA为5m,点A到水面的距离为
7m,则水面宽度CB为()
图1
图2
A.6m
B.7m
C.6m或8m
D.7m或8m
二、填空题
7.(2026湖北荆州模拟预测)如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=10,O0经过点B,与AD相切于
点F,交BC于点G,交BO的延长线于点E,BE=BC,则BG的长是
F
B
D
E
:点B、E都在⊙O上,且O在BE上,
B
H
G
.BE是⊙O的直径,
.BE=BC=10,
8.(2026浙江宁波一模)如图,矩形ABCD内接于OO,连接AC,E是AD上一点,连接EB,ED,EB
与AD交于点F.若BF=EF,∠BAC=2LABE,则9的值为
BC
/
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D
9.(2026重庆模拟预测)如图,O0是等腰ABC的外接圆,AB=AC=5,BC=6.连接A0并延长交
O0于点D,∠ABC的角平分线交AD于点E,交OO于点F,连接AF,则AF的长度为
D
10.(2026陕西西安模拟预测)如图,在边长为4的正方形ABCD中,点P为边AB上一动点,E为PD中
点,F为PC上一点,且满足EF=AE,则BF的最小值为
B
11.(2026四川成都二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,O是斜边AB边上一点,以0为圆心的半圆与
AC,BC边分别相切于点D,E,己知AD=2,半圆半径为4,则图中两部分阴影面积的和为
12.(2026陕西西安·三模)如图,ABC为等腰直角三角形,LACB=90°,AC=BC=√2,D为AB的中
点,E为线段AB上的一个动点,连接CE,将△ACE沿AC折叠得到△ACF,过点F作直线CE的垂
线交直线CE于点G,连接DG和BG,则V5DG+BG的最小值为
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三、解答题
13.(2026黑龙江哈尔滨·二模)己知:在O0中,弦AC交弦BD于点E,点F在线段AB上,连接DF交
AC于点G,∠AED=∠CDF.
0
图1
图2
图3
(I)如图1,求证:BF=DF;
(2)如图2,若AB=AC,连接0G,求证:∠AG0=∠DG0;
(③图3,在②》的条件下,4C18D,AF=名,DE=4,连接0F,延长OF交00于点弘,当
∠AFG是锐角时,求线段FH的长.
14.(2026黑龙江哈尔滨一模)已知:ABC内接于O0,∠C=90°,点D在圆上,弧DA=弧DB,连接
AD,
D
A
B
B
B
图①
图②
图③
(1)如图①,求证:AB=√2AD
(2)如图②,点E在AB上,点G在CB延长线上,连接AG,EG,作EH⊥AG,∠ABC=3LEGB,
∠BEG=∠AGB,求证:∠HEA=∠HEG;
(3如图③,在②的条件下,作EF⊥AE交AD延长线于点R,连接FG,四边形4EGF的面积为16
4
AD=3V5,求AC的长.
15.(2026湖北十堰模拟预测)在数学实践课上,同学们利用圆形纸片开展折纸类探究活动:
如图,AB是OO的直径,将弦CD沿AB折叠后,点C恰好落在⊙O上的点D处,连接DO并延长交
O0于点F,连接AF交CD于点G,且CG=AG.
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G
D
(I)试判断AC与DF的位置关系,并说明理由,
(2)若AB=12,求AC和GD的长,
16.(2026山东济南一模)【先导问题】
D
M
图1
图2
图3
(0)如图1,ABC中,∠B=60°,∠BAG=∠CAD,若4织=4C
ADAG,则∠D=
度;
(2)【提炼模型】如图2,在Rt△ABC中,LB=90°,∠BAG=∠CAD,且满足AD·AC=AB·AG,求
证:∠D=90°;
(3)【识别模型、应用模型】如图3,直线MN上有一定点B,∠ABN=45°,AB=2√2,点C为直线
MN上一点,连接AC,∠CAD=90°,且满足AD·AC=8,求BD的最小值.
17.(2026湖北武汉一模)如图,在正方形ABCD中,E,F分别为边CD,BC上的点,且DE=CF,连接
AE,DF交于点G.
(1)
(1)如图(1),求证:AE⊥DF;
(2)连接CG.
①如图(2),若CG平分∠EGF,求证:CE=DE;
®如图(3,连接BG,若G平分乙BGC,直接写出的值
18.(2026北京海淀一模)在平面直角坐标系x0y中,对于图形G、图形R和直线1,给出如下定义:若图
形G上存在点T(T在直线1外),使得图形R上至少有k(k>O)个点到直线1的距离与点T到直线1的
距离相等,则称图形R为图形G关于直线1的“k-等距”图形
0记点42.8,(5岛1
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①当t=2时,在线段OB,BB2,B,B,中,线段为点A关于y轴的“k-等距”图形,其中k的值
为
②若线段B,B2为线段AB,关于y轴的“2-等距”图形,则t的取值范围是
;
(2)已知直线:y=x,⊙C的圆心为C(s,a),半径为1.若存在实数s以及⊙C的弦MN,使得任意以
点(s,I)为中心且边长为√3的等边△PQR均为弦MW关于直线1的“3-等距”图形,直接写出a的取值范
围,
重难点05 圆的综合压轴题
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
考向01 圆与三角形的综合(解直角三角形/相似)
考向02 圆与四边形的综合(计算与证明)
考向03 圆与函数的综合(代数几何跨界)
考向04 圆的动态探究与存在性问题(压轴拉分)
考向05 隐圆与最值模型(高阶思维)
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
一、 2023、2024、2025年考法解读
纵观近三年全国中考数学压轴题,圆的综合题呈现出“重代数推理、重跨科融合、重模型变式”的鲜明特点:
1. 基础回归,核心定理高频复用:垂径定理、切线长定理、圆周角定理依然是解题的“三板斧”。命题人偏爱将这些基础定理镶嵌在复杂图形中,考查学生的“图形拆解力”。
2. 跨界融合,函数方程成为主旋律:圆与二次函数、反比例函数的综合题占比逐年攀升。核心考点聚焦于“直线与圆相切的临界条件”、“圆上一动点的坐标参数化”。
3. 动态探究,分类讨论杜绝漏解:2024、2025年多省市(如浙江、湖北、重庆)真题中,出现了大量“动点+圆”的存在性探究题,要求学生不仅要会算,更要具备严密的逻辑分类思想。
二、 2026年考法预测
基于近年命题演变,对2026年中考命题趋势及备考策略作出如下预测:
1. 命题趋势展望
(1) 从“有形”向“无形”转变:显性给出的圆将减少,更多题目会以“到定点距离等于定长”或“定弦对定角”的隐性条件出现,考察学生构造“隐形圆”的能力。
(2) 运算偏向“整体代换”与“降维”:在求解半径或线段长时,单纯靠勾股定理列方程的情况会减少,更多需要借助相似比例进行整体代换,或将三维几何问题降维转化为二维坐标问题。
(3) 新定义题型崛起:预计2026年会涌现一批结合“闭包”、“极距”等新定义的圆综合题,实质是考察圆的基本量的快速提取能力。
2. 2026年备考策略建议
(1) 狠抓“半径”这根主线:让学生建立条件反射——看到圆,第一时间寻找或构造半径,将问题转化为直角三角形或等腰三角形问题。
(2) 固化“分类讨论”触发机制:教导学生遇到“相切”想内外,遇到“弦”想优/劣弧,遇到“点对圆”想圆内/圆外,形成肌肉记忆。
(3) 强化“建系”破题法:对于纯几何推导受阻的优等生,鼓励采用平面直角坐标系,用代数方程暴力破解几何最值。
重●难●要●点●剖●析
考向01 圆与三角形的综合(解直角三角形/相似)
题型01 利用切线性质结合解直角三角形求线段/角度
通用思路:切线的本质是提供了直角,将曲线问题转化为直线型的三角形问题。
关键步骤:
1. 连半径:连接圆心与切点,标记直角符号(90°)。
2. 设未知:根据已知角度(如30°,45°)和边长,设出半径r或相关线段长。
3. 列方程:在构造出的直角三角形中,利用勾股定理或锐角三角函数列出关于r的一元一次方程并求解。
1.(2026·安徽阜阳·二模)如图1,在中,,与相切于点,与交于点,点是上一点,连接,,交于点,已知,的半径为4.
(1)求的度数;
(2)如图2,若,延长交于点,连接,求的长.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)连接,求得,利用圆周角定理可得;
(2)利用平行线的性质求得,即可求得,最后求得,利用勾股定理即可解答.
【详解】(1)解:如图,连接.
与相切,
.
,,
.
;
(2)解:如图,连接,
,
.
.
是的直径,
,,
,
,
.
2.(2026·辽宁沈阳·一模)如图,为半圆O的直径,点P在的延长线上,过点P作半圆O的切线,与半圆相切于点C,过点O作的垂线与的延长线相交于点D,与半圆O相交于点F,连接,与相交于点E.
(1)求证:;
(2)若半圆O的半径长为4,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)5
【分析】(1)连接,则,由等边对等角可得,由切线的性质可得,,利用垂直得出,再由等量代换确定,结合等角对等边即可证明;
(2)根据正切函数得出,确定,,再由勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)证明:连接,则,
∴,
∵与相切于点C,与的延长线相交于点D,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴
∴.
(2)解:∵的半径为4.
∴.
∵,
∴.
∴,
∴,
∴.
∵,且,
∴,
解得,
∴.
3.(2026·陕西渭南·一模)如图,内接于,且是的直径,延长至点,过点作于点,过点作的切线交于点.
(1)求证:;
(2)若点是的中点,的半径为,,求的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】本题主要考查了圆的性质、勾股定理以及三角函数定义等.
(1)连接,根据圆的切线性质得,再利用直径所对的圆周角是直角得,根据等腰三角形的性质,由得,即可得证;
(2)先根据三角函数定义,得,求出的长,结合勾股定理求出的长,从而求得,进而得到,最后由勾股定理得:,即可求得的长.
【详解】(1)证明:如图,连接,
是的切线,
,即,
,
是的直径,
,
,
,
,
,
;
(2)解:的半径为,
,
在中,,
,
,
,
点是的中点,
,
,
,
,
在中,,
,
由勾股定理得:,
即,
得,
,
,
故的长为.
题型02 圆中的双垂直与相似模型(母子相似)
通用思路:圆中的相似多见于相交弦、切割线以及直径所对的圆周角构成的直角三角形。
关键步骤:
1. 找直角:若有过直径的圆周角,直接得到90°并作垂线(双垂直模型)。
2. 证相似:通过“公共角+直角”或“对顶角+圆周角相等”证明两三角形相似。
3. 得比例:写出对应边成比例式(如PA2=PB·PC为切割线定理推论),代入已知量求未知量。
1.(2026·北京通州·一模)如图,已知为半圆O的直径,C为半圆O上一点,连接,,过点O作于点D,过点A作半圆O的切线交的延长线于点E,连接.
(1)求证:为圆O的切线;
(2)连接并延长交于F,若半圆O的直径为10,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)如图1,连接,垂径定理得出,垂直平分线的性质得,则,根据,得,根据是半圆O的切线,得出,则,即,即可证明为圆O的切线;
(2)作于M,如图2,根据垂径定理和,求出,,根据,得出,则,则,求出,,证明,根据相似三角形的性质即可求解;
【详解】(1)证明:如图1,连接,
∵,
∴,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵是半圆O的切线,
∴,
∴,
∴,
∵为半径,
∴为圆O的切线.
(2)解:作于M,如图2,
∵半圆O的直径为10,为半圆O的直径,,
∴,
∵,
∴设,
∴,
解得:,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴.
2.(2023·山东德州·模拟预测)如图,在中,以的边为直径作,交于点D,是的切线,且,垂足为点E.
(1)求证:;
(2)若,求直径长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,根据切线的性质可得,再结合已知可得,从而可得,然后利用等腰三角形的性质可得,从而可得,最后根据等角对等边即可解答;
(2)连接,证明,再根据相似三角形的性质求出,进而求出,即可得解.
【详解】(1)证明:连接,
∵是的切线,
,
,
,
,
又∵,
,
∴,
∴;
(2)解:连接,
∵为直径,
,
,
,
∵,
,
,
,
,
,
,
,
,
由(1)知:,
.
直径长为.
3.(2026·陕西榆林·二模)如图,是的外接圆,是直径,点是左侧上的一点,连接、,延长到点,连接,是的切线,.
(1)求证:;
(2)若,,求的半径长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)连接,根据直径所对的圆周角是直角,可得:,根据平行线的性质可知,根据切线的定义可知,所以可证,根据平行线的性质可得,根据三角形外角的性质可知,等量代换可得:;
(2)根据同角的余角相等,可知,可证,根据相似三角形的性质可得:,从而可求的长度,即的半径长为.
【详解】(1)证明:如下图所示,连接,
是的直径,
,
,
,
是的切线,
,
即,
,
,
,
,
;
(2)解:,
,
,
,
,
,
,
,
即,
,
即的半径长为.
考向02 圆与四边形的综合(计算与证明)
题型03 圆内接四边形的性质应用与角度推导
通用思路:圆内接四边形的核心特征是“对角互补,外角等于内对角”,是导角的利器。
关键步骤:
1. 审图形:确认四点共圆(或需证明共圆)。
2. 转角度:利用“对角之和=180°”求出未知角;或利用“一个角的外角等于它的内对角”进行等量代换。
3. 推结论:结合三角形内角和或平行线性质,完成最终的度数计算。
1.(2026·陕西商洛·一模)如图,内接于,点在上,点在劣弧上,连接、、,若四边形为平行四边形,且,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】先利用圆内接四边形性质求得的度数,再由平行四边形的性质可得的度数,最后根据外角的性质可求得的度数.
【详解】解:,
,
四边形为平行四边形,,
,
.
2.(2026·北京石景山·一模)如图,在中,,,以为直径画圆,与交于点,与交于点,连接,则的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据题意画出图形,根据等腰三角形的性质求出,再根据圆内接四边形对角互补求出结果.
【详解】解:如下图所示,
在中,,,
,
,
四边形是圆内接四边形,
,
.
3.(2026·云南保山·一模)如图,是的内接等腰三角形,,点E是劣弧上的动点(与点A,点C均不重合),连接,连接并延长交的延长线于点D,过点A作直线.
(1)若,求的度数;
(2)求证:是的切线;
(3)探究、发现与证明:是否存在常数m和n,使等式成立?若存在,请直接写出m和n的值,并证明成立;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)存在;;证明见解析
【分析】(1)由圆内接四边形的性质即可求解;
(2)连接,由线段垂直平分线的性质得,再由即可求证;
(3)存在;;延长交于点F,分别在中,利用勾股定理即可证明.
【详解】(1)解:∵四边形是圆的内接四边形,
∴,
∴;
(2)证明:如图,连接,
∵,
∴点O、A在线段的垂直平分线上,
∴,
∵,
∴,
∵是的半径,
∴是的切线;
(3)解:存在;,此时;
证明如下:
如图,延长交于点F,
∵,
∴;
在中,由勾股定理得:,
即,
整理得:,
即,
∴,
∴当,成立.
题型04 圆与特殊四边形判定综合(如证明是菱形/矩形)
通用思路:将四边形问题转化为圆心到各边距离(弦心距)的问题。
关键步骤:
1. 定基础:先证明四边形是平行四边形(如证明对边平行或对角线互相平分)。
2. 添条件:
(1) 证菱形:证明邻边相等(如利用切线长定理,或圆心到四边距离相等)。
(2) 证矩形:证明有一个角是直角(如证明圆心在四边形对角线交点上,且半径相等)。
答题模板:先证平四(两组对边分别平行/相等) →再添条件(一组邻边等/一个角为直角) →下结论。
1.(2025·陕西西安·模拟预测)如图,在菱形中,,E是上一点,F是上一点,连接,,,若,则菱形的面积为_______.
【答案】
【分析】本题主要考查了菱形的性质,勾股定理,等边三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,四点共圆等等,过点A作于H,连接,由菱形的性质和已知条件可得,是等边三角形,则,据此可证明A、E、C、F四点共圆,得到,则是等边三角形,证明,得到,则,求出,则.
【详解】解:如图所示,过点A作于H,连接,
∵四边形是菱形,
∴,,
∵,
∴,是等边三角形,
∴,
∴A、E、C、F四点共圆,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
2.(2025·福建泉州·一模)如图,在菱形中,,的外接圆交边于点E,则的大小为____________.(用含的代数式表示)
【答案】
【分析】本题考查的是三角形的外接圆,掌握圆内接四边形的性质、菱形的性质、三角形的外角性质是解题的关键. 根据菱形的性质求出,根据圆内接四边形的性质求出,再根据三角形的外角性质计算,得到答案.
【详解】解∶ 四边形为菱形,
,.
.
.
四边形是的内接四边形,
.
,
.
是的外角,
.
故答案为∶
3.(2024·山东滨州·中考真题)如图,四边形内接于,若四边形是菱形,则___________.
【答案】
【分析】本题考查的是圆内接四边形的性质,菱形的性质,掌握圆内接四边形的对角互补是解题的关键;
根据圆内接四边形的性质得到,根据菱形的性质,圆周角定理列式计算即可求解.
【详解】解:∵四边形内接于,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
解得:,
∴,
故答案为:.
考向03 圆与函数的综合(代数几何跨界)
题型05 圆与二次函数的综合(求解析式/交点)
通用思路:将圆上一动点或圆外一点设元,利用两点间距离公式(或切线垂直关系)建立等式。
关键步骤:
1.
设坐标:设动点为或利用参数设元。
2. 找等量:
(1) 若点在圆上:该点到圆心的距离等于半径(用距离公式)。
(2) 若线与圆相切:圆心到该直线的距离等于半径。
3. 解方程:代入坐标,去根号(平方)或去分母求解参数。
1.(2026·北京海淀·一模)如图,在平面直角坐标系中,是抛物线上一点.以点为圆心,长为半径的圆与抛物线在第一象限交于点,抛物线和在点之间的部分分别记为,.分别是,上的两个动点(均不与重合).给出下面四个结论:
①当轴时,长的最大值为;
②若点在轴上,则在第一象限内存在点,使四边形的面积等于的面积;
③可能是等边三角形;
④以为中点的线段恰有两条.
上述结论中,所有正确结论的序号是( ).
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【分析】本题考查二次函数图象与性质,圆与函数的综合,等边三角形的性质与判定;当与轴重合时,的长取最大值,计算此时的的长即可判断①;,即可判断②;以为圆心,以为半径画圆与抛物线有交点,改变点位置使得,即可使得是等边三角形,即可判断③;设,表示出在上,利用建立方程,求出,最后根据的取值范围,即可判断④.
【详解】解:①当与轴重合时,的长取最大值,
∵将代入,得,解得:,
∴,
∴,
∴当与轴重合时,,,
∴当与轴重合时,即为最大值,
∴①正确;
②如图1所示,对于轴上的任意一点,
∵轴,
∴,
∵四边形的名称为,
∴点在第一象限的抛物线上,
抛物线在第一象限曲线上的任意一点,都可以画出,
显然,
∴②错误;
③如图2所示,以为圆心,以为半径画圆与抛物线有交点,改变点位置使得,即可使得是等边三角形,
∴③正确;
④点分别是,上的点,设,
∵、,、在点、点之间,均不与重合,
∴,
∵为中点,
∴在上,
∴,即,
(负值舍去)或,
∵,
∴,
∵,这与是矛盾的,
∴不存在以为中点的线段,
∴④错误;
综上:①③正确,选A.
2.(2025·上海·模拟预测)在平面直角坐标系中,以原点O为圆心作:.若抛物线与⊙O有且只有两个交点,且抛物线不从内部穿过,则的取值范围(用表示)为____.
【答案】或
【分析】本题考查圆的性质、二次函数的图像性质.根据圆和抛物线图像的对称性可知,要满足条件,则,联立圆和抛物线的方程,消去x得到关于y的一元二次方程,则该方程有且仅有一个大于且小于的根,据此即可解答.
【详解】解:可化为,
它表示动点到定点的距离为定值,
即的几何意义是以原点为圆心,为半径的圆,
抛物线的图象是关于与x轴垂直的直线对称的,
故要使抛物线和圆有且只有两个交点,且抛物线不从内部穿过,
则抛物线对称轴为y轴,即,,图像可能是:
① 或② ,
由得,代入得,
即(*),
则,则,
此时方程(*)的根为,
①,解得;
②,解得;
综上,或.
3.(2025·甘肃武威·模拟预测)如图,已知二次函数与轴交于点、,与轴交于点,且以为直径的圆经过点.
(1)若点,点,求的值;
(2)若点,,试探索是否为定值?若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
(3)若点是圆与抛物线的交点与、、不重合,在的条件下,轴上是否存在一点,使得以、、为顶点的三角形与相似?若存在,请直接写出点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)的值是定值,为;
(3)的坐标为或或或.
【分析】(1)设圆心点为,利用、的坐标求出圆的半径,然后根据勾股定理求出的长,求得点,然后利用轴的交点式代入点的坐标得到函数的解析式即可求解;
(2)根据坐标系中交点的坐标,利用三角形相似的判定得到,再根据相似三角形的性质,结合一元二次方程根与系数的关系求出是一个定值;
(3)根据题意,分为点在轴上或点在轴上两种情况,结合相似三角形的判定与性质可求点的坐标.
【详解】(1)解:设圆心为点,
,,
,的半径为,
,
,
设抛物线解析式为,
点在抛物线上,
,
,
,
,,
;
(2)的值是定值,为,
理由:点,,
,,,
,,
,
,
,
,
,
,
令时,,
,
,
;
(3)点是圆与抛物线的交点与、、不重合,,
,即:,
当点在轴上时,如图,设点的坐标为,
,,,
,,,
,
,
以、、为顶点的三角形与相似,
①,
,
,
,
或②,
,
,
,
当点在轴上时,如图,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,,,
,, ,,
以、、为顶点的三角形与相似,
①,
,
,
∴
或②,
,
,
∴
综上所述,满足条件的点的坐标为或或或.
【点睛】本题考查二次函数与圆的综合问题,包括勾股定理,利用待定系数法确定函数解析式,圆周角定理,相似三角形的判定和性质等,理解题意,综合运用这些知识点进行分类讨论是解题关键.
题型06 反比例函数图象中的圆形运动轨迹
通用思路:利用反比例函数上点的坐标特征∣xy∣=∣k∣,结合圆的弦长公式进行计算。
关键步骤:
1.
表坐标:设圆与反比例函数图象的交点坐标为。
2. 造勾股:若涉及弦长,结合垂径定理,将半弦长、弦心距、半径用m和k表示。
3. 消元解k:列出等式,目标通常是求解比例式或消去m求出k的值。
1.(2025·河南南阳·模拟预测)已知反比例函数经过点.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)以平面直角坐标系原点为圆心,长为半径画圆,与该反比例函数图象有交点,求除点A外的其余交点的坐标;
(3)若该反比例函数与在第一象限的另一个交点为点,求的面积.
【答案】(1)
(2),,;
(3)
【分析】本题考查反比例函数的图象与性质、圆的性质、三角形的面积公式.
(1)将点的坐标代入反比例函数解析式即可求解;
(2)根据点的坐标求出的长,进而求出的方程,联立的方程和反比例函数的解析式即可求解;
(3)根据点,的坐标,求出直线的解析式,进而求出直线与轴的交点坐标,再根据三角形的面积公式即可求解.
【详解】(1)解:将点代入反比例函数中,得,
,
反比例函数的解析式为;
(2)解:∵点为圆心,,,
,
的方程为,
联立,
将代入得
,即,
设,则,
解得或.
当时,,,
时
时.
当时,,,
时,
时.
除点外的其余交点的坐标为,,;
(3)由(2)可知,点的坐标为,
设直线的解析式为,
将点,代入中,得
,
解得,
直线的解析式为,
令,则,
直线与轴的交点坐标为,
.
2.(2022·广东广州·一模)如图,在平面直角坐标系中,直线y= x与双曲线交于A,B两点,其中A的坐标为(1,a),P是以点C( - 2,2)为圆心,半径长为1的圆上一动点,连接AP,Q为AP的中点.
(1)求双曲线的解析式:
(2)将直线y = x向上平移m(m > 0)个单位长度,若平移后的直线与⊙C相切,求m的值
(3)求线段OQ长度的最大值.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】(1)先求出点A的坐标,然后利用待定系数法求解即可;
(2)由题意得平移后的直线解析式为,如图所示,设直线与圆C的切点为D,与y轴的交点为H,连接OC,过点C作CE⊥x轴于E,先证明O、C、D三点共线,求出OD=DH,OH的长即为m的值,据此求解即可;
(2)如图所示,连接PB,PC,BC,证明OQ是△PAB的中位线,把求OQ的最大值转化成求PB的最大值,即转化成求圆外一点到圆上一点距离的最大值,由此求解即可.
【详解】(1)解:∵点A(1,a)在直线y=x上,
∴a=1,
∴点A的坐标为(1,1),
∴把点A坐标代入到反比例函数解析式得,
∴,
∴反比例函数解析式为;
(2)解:由题意得平移后的直线解析式为,
如图所示,设直线与圆C的切点为D,与y轴的交点为H,连接OC,过点C作CE⊥x轴于E,
∴点H的坐标为(0,m)
∴OH=m,
∵点C(-2,2),
∴CE=OE=2,
∴∠COE=45°,
∴∠DOH=45°,
同理可证∠BOE=45°,
∴∠BOC=90° ,即OC⊥AB,
∵直线与直线AB平行,
∴OC与直线垂直,
又∵直线与圆C相切于点C,
∴CD与直线垂直,
∴C、O、D三点共线,
∵圆C的半径为1,
∴,
∵∠ODH=90°,∠DOH=45°,
∴∠DHO=45°,
∴,
∴,
∴
同理当切点D在圆O上方时可以求得,
综上所述,若平移后的直线与⊙C相切,或;
(3)解:如图所示,连接PB,PC,BC,
由对称性可知A、B关于原点对称,即O是AB的中点,
∴点B的坐标为(-1,-1),
∵Q是AP的中点,
∴OQ是△APB的中位线,
∴,
∴要想OQ最大,则PB最大,
∵,
∴当P、B、C三点共线,且P在C点上方时,PB有最大值,即PB=PC+BC=1+BC,
∵点C(-2,2),点B(-1,-1),
∴,
∴,
∴
【点睛】本题主要考查了圆与函数综合,待定系数法求函数解析式,勾股定理,三角形中位线定理,熟知相关知识,利用数形结合的思想求解是解题的关键.
3.(2025·河南漯河·二模)如图,在平面直角坐标系中,点在反比例函数的图象上,与轴交于A,B两点,与轴相切于点.连接,.已知是等边三角形,且.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)过点作轴,交于另一点,点是否在反比例函数的图象上?
(3)若与反比例函数的图象交于点E,F,连接,.请直接写出的度数.
【答案】(1)
(2)在
(3)
【分析】(1)运用等边三角形的性质得,运用勾股定理算,结合切线的性质得点P的坐标为,再代入求出反比例函数的表达式为;
(2)先证明四边形是矩形,得,则点D的横坐标为,结合点M的坐标为,得,即点D的坐标为,根据,即可作答.
(3)因为与反比例函数的图象交于点E,F,故设点的坐标为,由(1)得点P的坐标为,运用两点的距离公式,列式,得点的坐标为,因为,即三点共线,结合直径所对的圆周角是90度,即可作答.
【详解】(1)解:∵是等边三角形,且,
∴,
如图1,过点P作轴,垂足为M,连接,
由三线合一得,
即,
∴,
则,
∵与轴交于A,B两点,与轴相切于点.
∴轴,
∴P点的纵坐标为4,
∴点P的坐标为,
∵点P在反比例函数图象上,
∴把代入,得,
解得,
∴反比例函数的表达式为;
(2)解:如图2,记交于点N
∵轴,轴,
∴, ,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
即,
∴,
即点D的横坐标为,
由(1)得,
∴点M的坐标为,
则,
∴点D的坐标为,
∵,
∴点在反比例函数的图象上;
(3)解:∵与反比例函数的图象交于点E,F,
∴设点的坐标为,
由(1)得点P的坐标为,
∴,
即,
∴解得(另一个小于,故舍去)
∴点的坐标为,
∵由(1)得,且,
∴的坐标为
∵点P的坐标为,
∵,
即三点共线,
即为直径,
连接,如图所示:
∴.
故答案为:
【点睛】本题考查了切线的性质,反比例函数与圆综合,求反比例函数的解析式,圆周角定理,等边三角形的性质,勾股定理,矩形的性质与判定,难度较大,综合形较强,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
考向04 圆的动态探究与存在性问题(压轴拉分)
题型07 直线与圆的位置关系探究(相切/相交的临界态)
通用思路:动直线或动圆引发的位置关系变化,关键在于找准“恰好相切”的这一瞬间。
关键步骤:
1. 画草图:画出初始状态和相切临界状态的示意图。
2. 表距离:用含有变量的代数式表示出“圆心到切线的距离”或“圆心到动点的距离”。
3. 列方程:令该距离等于圆的半径r,解出的变量值即为临界值,最后根据不等式确定范围。
1.(2025·北京·三模)如图所示,在一个半径为的圆形轨道所在平面内,垂直立一根柱子,设轨道到柱子的最近距离为,在圆形轨道上有精密测距仪,可以在轨道的不同的n个位置测量离柱子的距离,用,,,表示个不同位置测量的距离.
当时,此时为轨道与柱子的最佳位置,此时的为最佳距离.
(1)当最佳距离时,的最大值为______;
(2)当的最大值为时,最佳距离d的范围是______.
【答案】
【分析】本题考查圆上一点到圆外直线的距离,解题的关键是正确理解题意.
(1)根据圆的性质,当最佳距离时,利用圆上一点到圆外一点距离的最值关系求解最大值;
(2)根据以及圆上点到圆外一条直线的距离的取值范围,结合的最大值为,建立不等式求解,即可得最佳距离的范围.
【详解】(1)解:如图,轨道圆心记为点,立柱所在直线记为,作,与交于点,点,与交于点,
根据题意可知,,
∴,
当最佳距离时,,
∴,
∴,
的最大值为,
故答案为:.
(2)解:当时,,
根据题意可得,,
∵,,
∴,
∴,
当的最大值为时,
,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
2.(2024·广东汕头·一模)如图1,正方形的边长为4,E是边的中点,点P在射线上,过P作于F.设.
(1)若以P,F,E为顶点的三角形与相似,试求x的值;
(2)如图2,当点F与点E重合时,设交于点G,试判断与的大小关系并说明理由;
(3)以D为圆心,为半径的与线段只有一个公共点时,请直接写出x的取值,
【答案】(1)满足条件的x的值为2或5
(2),理由见解析
(3)或或
【分析】(1)本题考查了三角形相似的性质,熟悉三角形相似是解决问题的关键.以P,F,E为顶点的三角形与相似,有两种情况,或者,因此需要分情况讨论,然后利用三角形相似对应角相等,对应边成比例即可求解.
(2)本题考查了三角形相似的判定和性质,由,可得,相似三角形对应边成比例可求的长,由此可得,又,所以可证,因此.
(3)本题考查了圆与直线的位置关系,熟悉其性质以及掌握分类讨论思想是解决问题的关键.由于以D为圆心,为半径的与线段只有一个公共点时,情况可以分为相切的时候或者相交只有一个交点的时候,因此需要对于情况进行分类讨论.当相切的时候,点可以在线段上,也可以在的延长线上,故也需要分类讨论这两种情况.当圆与直线相交的时候,当以为半径经过点时,此时与线段刚好有两个交点,当以为半径经过点时,刚好只有一个交点,而半径介于这两种情况之间时刚好只有一个公共点,由此问题得到解决.
【详解】(1)解:若,则.
∴.
∴ 四边形为矩形,
∴,即.
若,则.
∵
∴.
∴.
∵,
∴点F为的中点,
∵
∴
∵,即
∴,即.
∴ 满足条件的x的值为2或5.
(2)解:,理由如下:
∵四边形是正方形,
∴,,
∴.
∵E是的中点,
∴,
∴
∵,
∴,,
∴ ,
∴,
∴,即
∴
∴
∴
∵,
∴,
∴.
(3)解:以D为圆心,为半径的与线段只有一个公共点时,有以下几种情况,
情况1:如图一,与相切,在上,作于,则即为切点,与线段的距离即为的长,半径.
,
,又,
,
,又,,
.
的半径,
此时,即,
,
情况2:如图二,与相切,在的延长线上,作于,则与线段的距离即为的长,半径.
的半径,
此时,即
∴
情况3:如图三时,当时,过点与线段相交于图中的、两点,此时
如图四时,当时,过点与线段相交于图中的一点,此时,
,
∴,
图三和图四的两种情况是临界情况,当的半径大于图三所示情况,且半径小于图四所示情况时,与线段刚好只有一个公共点.
∴当,与线段只有一个公共点.
综上,当或或时,与线段只有一个公共点.
【点睛】本题综合考查了相似三角形的判定和性质,勾股定理,直线与圆的位置关系,熟练掌握它们的相关性质,以及利用分类讨论思想是解决本题的关键.
3.(2026·天津东丽·一模)已知在中,点C为的中点,连接交弦于点E,点D在上,连接,,,.
(1)如图①,连接,若,求和的度数;
(2)如图②,过点A作的切线交延长线于点F,若,,求和的长.
【答案】(1).
(2),
【分析】(1)根据题意得,,再根据等腰三角形的定义可得.
(2)由圆周角定理得,可求出,的长,进而可求出的长.
【详解】(1)解:∵C为的中点,
∴.
∴.
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
(2)解:由(1)知 ,.
∵,,
∴,
∴,
∵C为的中点,
∴,
∵切于点A,
∴,即,
又,
∴.
题型08 圆上一动点构成的三角形存在性(等腰/直角三角形)
通用思路:圆上的动点通常有无数个,需按固定顶点分类,转化为纯粹的代数计算。
关键步骤:
1. 定分类:明确哪个点是直角顶点或等腰顶点(若未明确,需分三种情况)。
2.
设坐标:设动圆上的点为,并满足圆心为(a, b)的圆的方程。
3. 列等式:根据等腰或直角列出第二个方程。
4. 解方程组:联立圆的解析式求解,并代入原图检验是否符合题意(防增根)。
1.(2026·云南·一模)如图,是的内接三角形,为的直径,,点在上.平分,连接,,,是延长线上一点,连接,,过点作于点,.
(1)求证:是的切线;
(2)求的长:
(3)探究:是否存在常数,使等式成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)存在,
【分析】(1)根据圆周角定理得到,再根据得到,再利用三角形内角和定理求出,再根据切线的判定定理即可证明;
(2)证明是等腰直角三角形,得到,再结合即可求解;
(3)延长至使得,连接,由为的直径,得到,则有,再证明,得到,,,进而得到,则有,再由,得出,即可求出的值.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∵是的半径,
∴是的切线;
(2)解:∵为的直径,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,,
∵,
∴;
(3)解:如图,延长至使得,连接,
∵为的直径,
∴,
∴,
∵四点共圆,
∴,
∵,
∴,
由(2)得,,
又∵,
∴,
∴,,,
∴,
即,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
即,
∵,
∴,
∴存在常数,使等式成立.
2.(2026·云南·一模)如图,内接于,的平分线与交于点,连接,过点作,交的延长线于点.
(1)求证:;
(2)求证:是的切线;
(3)探究、发现与证明:是否存在常数,使等式成立?若存在,请直接写出一个的值和一个的值,并证明你写出的的值和的值,使等式成立;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
(3),证明见解析.
【分析】(1)根据同弧所对圆周角相等即可证明.
(2)连接,由垂径定理可得,然后根据切线的判定定理得到结论;
(3)过点作,垂足为,过点作,垂足为,证明,,设,,,由勾股定理可得,,结合,根据始终成立,即可得出.
【详解】(1)证明:∵平分,
∴,
∴,
∴.
(2)证明:连接,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴是的切线;
(3)解:当时,等式成立.证明如下:
过点作,垂足为,过点作,垂足为,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,,,
则,,
,
∴,
∵,
∴
即:,
要使等式成立,取值与、、无关,则,,,
∴.
3.(2023·湖南衡阳·一模)如图,抛物线交x轴于两点,交y轴于点,D为顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在y轴的负半轴上是否存在点P使,若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)过点C作直线l与y轴垂直,与抛物线的另一个交点为E,连接,在直线l下方的抛物线上是否存在一点M,过点M作,垂足为F,使以M,F,E三点为顶点的三角形与相似?若存在,请求出M点的坐标,若不存在,请说明理由.
(4)点H是直线上一点,该抛物线的对称轴上一动点G,连接,则两线段的长度之和的最小值等于_,此时点G的坐标为_(直接写出答案.)
【答案】(1)
(2)存在,,理由见解析
(3)或或.
(4),
【分析】(1)直接将、分别代入求得a、b、c即可解答;
(2)由题意可知,点A,C,B,P四点共圆,画出图形,即可求出点P的坐标;
(3)由抛物线的对称性可得出点E的坐标、点D的坐标,根据两点间的距离公式可得出的长,可得出是直角三角形,且;再根据相似三角形的性质可得出和的比例,进而求得点M的坐标即可.
(4)如图:根据抛物线的对称性可知:点H关于对称轴的对称点L在直线上,由轴对称和两点之间直线最短可知当O、G、L三点共线时,存在最小值;然后再求出直线的解析式为;设点,根据两点间距离公式可得,即当时,有最小值,有最小值,进而得到,然后在求出直线的解析式为,最后令即可解答.
【详解】(1)解:将、分别代入可得:
,解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2)解:存在,,理由如下:
∵,
∴,
∴如图:点A,C,B,P四点共圆,所示,
∵、
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴.
(3)解:存在,理由如下:
∵,
∴,
由抛物线的对称性可得:,
∵,
∴,
同理:,
∴,
∴是直角三角形,且,.
∵点M在直线l下方的抛物线上,
∴设,则或.
∴,
若与相似,则或,
∴或,
解得(舍)或或3或(舍)或,
∴M的坐标为或或.
综上,存在点M,使以M,F,E三点为顶点的三角形与相似,此时点M的坐标为或或.
(4)解:如图:根据抛物线的对称性可知:点H关于对称轴的对称点L在直线上,
∴,
∴,
∴当O、G、L三点共线时,存在最小值,
设直线的解析式为,
则有:,解得:,
∴直线的解析式为,
设点,
∴,
∴当时,有最小值,有最小值为,
∴,
∴直线的解析式为,
∵抛物线的对称轴为,
∴当时,,
∴.
故答案为:,.
【点睛】本题属于二次函数综合题,主要考查待定系数法求函数解析式、圆内四边形的性质、相似三角形的性质与判定、分类讨论思想、根据轴对称和二次函数求最值等知识点,灵活应用所学知识是解题关键.
考向05 隐圆与最值模型(高阶思维)
题型09 利用“定弦定角”构造隐圆求最值
通用思路:若线段AB固定,且动点P满足∠APB=θ(定值),则P的轨迹是以AB为弦的一段圆弧。
关键步骤:
1. 找定弦:确定长度不变的线段AB。
2. 造圆:利用尺规作图,作出使得∠APB=θ的圆弧(即找圆心O,使∠AOB=2θ)。
3. 求最值:将所求线段(如PA+PB或PC)转化为圆心到某定点的距离±半径,利用“两点之间线段最短”求得结果。
1.(2025·陕西渭南·模拟预测)【问题提出】
(1)如图①,在中,,,,以为直径作,点是内部的一个动点,且满足,则线段的最小值为___________;
(2)如图②,是等边与的公共边,且,.点是等边内部一点,且满足,求线段的最小值;
【问题解决】
(3)如图③是某生态公园的部分示意图,正方形是一块绿地,经测量,.政府计划对该绿地及周边区域进行重新规划利用,在射线上取一点,沿,修两条小路,并在小路上取点,将段修建为供游客休息的走廊(走廊宽度忽略不计).根据设计要求,,为了节省铺设成本,要求供游客休息的走廊的长度尽可能小,问的长度是否存在最小值?若存在,求出长度的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)4;(2);(3)的长度存在最小值,理由见解析
【分析】(1)先证明点在以为直径的上,得出连接交于点,此时最小,再利用勾股定理求得,然后利用线段差求得即可;
(2)先证明点,,,四点共圆,从而可得作的外接圆,连接,,,交于点,交于点,此时线段最短,再证明是等边三角形,然后证明四边形是菱形,从而可得与互相垂直平分,平分,再利用正切求得,接着利用含有度角的直角三角形的性质求得,然后利用线段差求得即可;
(3)先判定的长度存在最小值,再说明理由.先证明,再利用相似三角形的性质列出比例式,从而可得,再证明,利用相似三角形的性质可得,从而得出点在射线上运动时,点在以为直径的圆上运动,接着求得,再利用勾股定理求得,然后利用线段差求得,可得当点与点重合时,的值最小,由此得出结果.
【详解】解:(1)∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点在以为直径的上,
如图,连接交于点,此时最小,
∵点是的中点,
∴,
在中,,,,
,
∴.
∴最小值为4;
(2),
.
点,,,四点共圆.
如图②,作的外接圆,连接,,,交于点,交于点,此时线段最短.
,
.
,
是等边三角形.
是等边三角形,
.
四边形是菱形.
与互相垂直平分,平分.
,.
.
.
,
.
线段的最小值为.
(3)的长度存在最小值.理由如下:
四边形是正方形,
,.
,
.
.
.
如图③,连接,以为直径作.
,且,
.
.
点在射线上运动时,点在以为直径的圆上运动.
连接交于点.
,
在中,由勾股定理得
.
当点与点重合时,的值最小.
的长度存在最小值,最小值为.
【点睛】本题考查了圆的综合问题,圆的有关知识,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理等知识,解题关键是找准相似三角形,列出比例式求出相关线段.
2.(2025·陕西商洛·一模)问题提出
(1)如图①,在等边三角形中,,点为上一动点,求的最小值;
问题解决
(2)如图②,某市计划将四边形修建为一个批发市场,其中E为该批发市场的车辆入口,为货物零售区域,现需在边上的点F处设置一个快递分类装车点,并修建车道用来运送货物.已知.为节约成本,需将车道修建的尽可能短,则的值是否存在最小值?若存在,求的最小值;若不存在,请说明理由.(结果保留根号)
【答案】(1);(2)存在最小值,为
【分析】(1)作点关于的对称点,连接、,如图所示,从而得到,由由三角形三边关系可知,则当三点共线时,有最小值,为,由等边三角形性质及平行四边形的判定与性质即可得到答案;
(2)根据题意,由“定弦定角”模型可知,点在的外接圆上运动,进而得到点在上运动,作点关于的对称点,连接、、,如图所示,求的最小值就是求的外接圆半径,为便于计算,将图补全,在圆中结合圆内接四边形、垂径定理和含的直角三角形性质求出线段长即可得到答案.
【详解】解:(1)作点关于的对称点,连接、,如图所示:
点与点关于对称,
,则,
,
由三角形三边关系可知,则当三点共线时,有最小值,为,
连接,如图所示:
在等边三角形中,,;由对称性可知,,,
,则,
,
四边形是平行四边形,则,
故的最小值为;
(2)存在最小值,
,,
,
,
由三角形内角和定理可知,,
,
由“定弦定角”模型可知,点在的外接圆上运动,如图所示:
计划将四边形修建为一个批发市场,为货物零售区域,
点在上运动,
作点关于的对称点,连接、、,如图所示:
将图补全,作出的外接圆,作线段的中垂线,交于点,过点作,作,过作,如图所示:
在圆内接四边形中,,则,
,
在中,由垂径定理可知,则,
在中,,,则,,
与重合,
,则,
在中,,,则由勾股定理可得,
的外接圆半径,
的最小值为.
【点睛】本题属于中考数学压轴题,考查动点最值问题的两种类型:①轨迹是直线型;②轨迹是圆弧型;综合性强、难度较大,涉及动点最值问题-将军饮马模型的解法、动点最值问题-点圆模型的解法,主要知识点是对称性、三角形三边关系、平行四边形的判定与性质、辅助圆定弦定角模型、圆内接四边形、垂径定理、勾股定理和含的直角三角形性质等,掌握动点最值问题的基本模型及解法是解决问题的关键.
3.(2025·吉林长春·三模)【问题原型】如图①,在矩形中,,,点E在边上,点F在射线上,且,连结、交于点M,若点P是边上的一个动点,连结、,试探究的最小值.
【问题分析】如图②,小明首先作点C关于直线的对称点,连结、PM,由对称性可知,利用基本事实:“两点之间线段最短”,可知当、P、M三点共线时,,进而问题转化为探究的最小值问题,又进一步转化为探究点M的轨迹的问题.
其次,小明发现可通过证明,得出,进而可知,即可确定点M的轨迹.
以下是证明的部分过程
证明:在矩形中,
,
证明过程缺失
请你补全上述缺失的证明过程.
【问题解决】请结合上述探究过程,用圆规和无刻度的直尺,在图③中作出【问题原型】中的点P、M,使的值最小,此时的最小值为________.(保留作图痕迹)
【答案】问题分析:见解析;问题解决:图见解析,
【分析】问题分析:由题意可得,结合,即可得证;
问题解决:证明出点再以为直径的圆上,作线段的垂直平分线,交于,交于,以为圆心,为半径画圆,则点的轨迹即为所求,结合题意可得,,, 作点C关于直线的对称点,连结交于,交于,连接并延长交于,连接并延长交于,则,再结合勾股定理计算即可得解.
【详解】问题分析:证明:在矩形中,
,
,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴;
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点再以为直径的圆上,
问题解决:作线段的垂直平分线,交于,交于,以为圆心,为半径画圆,则点的轨迹如图所示:
,
则结合题意可得:,,,
作点C关于直线的对称点,连结交于,交于,连接并延长交于,连接并延长交于,则,
∴,,
∴,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质、矩形的性质、勾股定理、圆周角定理、轴对称的性质等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
题型10 “点到圆”的最大/最小距离问题
通用思路:圆外一点P到圆O上任意一点Q的距离,最大值为PO+r,最小值为PO-r。
关键步骤:
1. 定圆心半径:从复杂图形中抽象出隐形圆的圆心O和半径r。
2. 连线段:连接圆外定点P与圆心O并延长,使之与圆交于两点。
3. 算极值:最大值=PO+r,最小值=PO-r(若点P在圆内,则最大/最小值互换)。
1.(2023·湖南永州·三模)我们知道,两点之间线段最短,因此,连接两点间线段的长度叫做两点间的距离;同理,连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短,因此,直线外一点到这条直线的垂线段的长度,叫做点到直线的距离.类似地,连接曲线外一点与曲线上各点的所有线段中,最短线段的长度,叫做点到曲线的距离.依此定义,如图,在平面直角坐标系中,点到以原点为圆心,以1为半径的圆的最短距离为__________.最长距离为__________.
【答案】 / /
【分析】连接,与圆交于点,根据题干中的概念得到点到圆的距离即为,再求出,结合圆半径可得结果.
【详解】解:根据题意可得:
点到圆的距离为:该点与圆上各点的连线中,最短的线段长度,
连接,与圆交于点,
可知:点和圆上点之间的连线最短,
,,
,
圆的半径为,
,
点到以原点为圆心,以为半径的圆的最短距离为,最长距离为
故答案为:;.
【点睛】本题考查了圆的新定义问题,坐标系中两点之间的距离,勾股定理,解题的关键是理解题意,利用类比思想解决问题.
2.(2022·河南南阳·一模)习过相似三角形后,刘老师布置了一道思考题.
问题情境:如图1,等腰三角形ABC中,,CD为AB边上的中线,M为CD上一个动点,于点E,连接CE,若点N为AC上一个动点,连接EN,当,时,求EN的最小值.
小明在分析这道题时,发现思路不明显,他采用从特殊到一般的方法进行探究,以下是他的探究过程,请仔细阅读,并完成下列任务.
原题中动点较多,小明准备先从动点的条件入手分析:
分析一:如图2,等腰三角形ABC中,,CD为AB边上的中线,
若,点M为CD的中点,于点E,连接CE,
点N为AC上一个动点,连接EN,探究EN是否存在最小值;
过程:连接AE,∵CD垂直平分AB,,M是CD的中点,
∴,,∴是等腰直角三角形,
∵,∴,∴,
∵,∴≌,
∴,∴,
∴,∴,
∴是等腰直角三角形,∴当时有最小值;
分析二:如图3,等腰三角形ABC中,,CD为AB边上的中线,
若,且M,N分别为CD、CA的中点,于点E,
连接CE,EN,求证:.
任务:
(1)小明在分析一中判断EN的最小值时运用了______原理;(填序号)
①两点之间线段最短;②垂线段最短;③平行线间的距离;④点到圆的距离.
(2)请完成分析二的证明;
(3)请直接写出问题情境中EN的最小值.
【答案】(1)②
(2)见解析
(3)
【分析】(1)由分析一的证明过程即可求解;
(2)连接AE,证明∽,得到,再得到,证明∽,得到,证明,再利用三线合一即可证明;
(3)当时EN的长最短,由点M的运动过程中,一直等于90°,故点E可看成在以BD为直径,O为圆心的内部的圆周上的动点, 过点O作交于点,交AC于点,此时即为所求EN的最小值,根据解直角三角形的方法求出的长,故可求解.
【详解】(1)由分析一知当时有最小值,即垂线段最短,故填②;
(2)接AE,∵CD垂直平分AB,,
∴.
∵,,
∴,
∴∽,
∴,
∵D,M分别是AB,CD的中点,
∴BD=AB,DM=CD
∴,
∴,
∵,
∴∽,
∴,
∴,
∴,
∵N是AC的中点,
∴.
(3)求EN的最小值,即为时EN的长.
在点M的运动过程中,一直等于90°,
∴点E可看成在以BD为直径,O为圆心的内部的圆周上的动点,
如图所示.过点O作交于点,交AC于点,
此时即为所求EN的最小值.
∵,,CD垂直平分AB,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴EN的最小值为.
【点睛】此题主要考查圆与几何综合,解题的关键是熟知等腰直角三角形的性质、全等三角形与相似三角形的判定与性质、圆的性质、解直角三角形的方法.
3.(2025·浙江杭州·一模)【定理学习】欧几里得在《几何原本》中提出切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线(圆外一点引出一条与圆有两个交点的直线叫割线),切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.
【定理证明】(1)如图①,点为外一点,与相切于点,割线与圆相交于两点,求证:(提示:连结,并延长交于点,连结).
【解决问题】(2)如图②,是的切线,连结交于点的半径为.若,求的值.
【答案】(1)见解析 (2)的值为
【分析】本题考查圆周角定理,相似三角形的判定和性质,切线的性质,掌握构造相似三角形,并应用相似三角形的性质得到线段之间的关系是解题的关键.
(1)根据切线可得到,根据直径得到,可推出,再由同弧对应的圆周角相等得到,然后证明得到结论
(2)延长交于点, 连结, ,可以得到,由(1)的结论代入可得到关于的方程,解方程即可求出的值.
【详解】(1)证明: 连接,并延长交于点,连接,
∵与相切于点,
∴, 即,
∴,
∵是的直径,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
,即;
(2)如图, 延长交于点, 连结, ,
∵的半径为,,
,
由(1)可知,
,
,
整理得 ,
解得或(舍去),
∴的值为.
重●难●提●分●必●刷
(建议用时:60分钟)
一、单选题
1.(2026·安徽·模拟预测)如图,点P为正方形内或边上一动点,,M为的中点,分别连接,则下列结论错误的是( )
A.的最小值为 B.的最大值为
C.的最小值为 D.的最大值为
【答案】A
【分析】取的中点N,连接,则为的中位线,,当C,M,N在同一条直线上时,最小,根据可得P在以A为圆心,长为半径的圆弧上,当A,P,C在同一条直线上时,取最小值,当P与D重合时,最大,由此逐项判断即可.
【详解】解:如图,取的中点N,连接,
四边形为正方形,
,,,
,
M为的中点,N为的中点,
为的中位线,
在点P的运动过程中,的值不变,且,
∵,当C,M,N在同一条直线上时,最小,
此时,即的最小值为,
∴A选项结论错误;
当P与D重合时,最大,最大值为,
∴的最大值,
∴B选项结论正确;
∵P在以A为圆心,长为半径的圆弧上,
∴当A,P,C在同一条直线上时,取最小值,
∴C选项结论正确;
当P与D重合时,和均取最大值,即取最大值为,
∴D选项结论正确.
2.(2026·四川绵阳·二模)如图,,与轴,轴均相切,一次函数的图像与相切于点(点在点左边),则点坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】根据题意得的半径为2,设直线与轴交于点B,与y轴交于点C,求出点C的坐标为,点B的坐标为,由勾股定理得,根据面积关系得出,求出,得直线解析式为;再求出的解析式为,联立方程组,求解方程组可得点坐标.
【详解】解:∵与轴,轴均相切,且圆心的坐标为,
∴的半径;
设直线与轴交于点B,与y轴交于点C,
∵直线与y轴正半轴相交,
∴,
令,得,
∴点C的坐标为,
令,得,解得,
∴点B的坐标为,
∴,,
∴在中,,
如图,连接、、、,并延长交轴于点,作轴于点,则,
∵直线与相切于点A,
∴,且,
∵ ,,
,
,
∴,
解得: (舍去),,
∴直线解析式为;
∵,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
把,代入得:,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立方程组得,
解得,
∴点的坐标为.
3.(2026·湖北武汉·一模)如图,是半径为的的一条弦,点在上,过点作的垂线交于点,,则的最大值是( )
A.16 B.17 C.18 D.19
【答案】C
【分析】作于点,于点,连接,,利用垂径定理求得,则,中,利用勾股定理求得,再根据完全平方公式变形,求解即可.
【详解】解:作于点,于点,连接,,
∵,
∴四边形是矩形,设,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴ ,
∴,
∴,
在中,,即 ,
∵,
∴,
∴当且仅当时,取得最大值,最大值为100,
又∵,
∴有最大值为10,此时,满足题意;
∴的最大值是.
4.(2026·江西萍乡·一模)如图,正方形的边长为2,动点从点出发,沿折线的方向运动,同时动点以相同的速度沿折线的方向运动,当其中一点停止运动时,另一点也随即停止运动,连接交于点.点是边上的另一动点,连接和,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了动点轨迹和最短路径问题,解题的关键是画出对应图形,找出G的轨迹在一个圆上,再由“将军饮马”模型求出最小值.
【详解】解:当E在上,F在上时,由这两点运动速度相同,故,由正方形性质知,,
由
,
,
,
,
故由圆周角性质得G在以为直径,中点O为圆心的圆上,以为对称轴将点B翻转上去得到点,如图所示
则 ,故 三点共线时最短,若 三点不共线,则 中 ,
故当 三点共线时最短,此时 四点共线,由于圆的半径为1, ,
故由勾股定理得 ,
最小为 ,
此时实际上E在上,F在上,如图所示
此时,但不变
5.(2026·安徽淮南·一模)已知点C是半圆的动点,为直径,且,求的最大值( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设,利用勾股定理表示出,然后表示出,整理后利用判别式求解即可.
【详解】解:设,
∵为直径,
∴
∴
∴
∴
∴设
∴
∴
∴
∴
∴
整理得,
解得
∴y的最大值为,即的最大值为.
6.(2026·四川德阳·一模)水车是中国古代重要的灌溉工具,罗江太平廊桥旁也保留了几座大水车.图1是某种型号水车的示意图,其外围部件是绕中心轴旋转的圆形轮盘,它的边缘平均分布了12个水斗,这些水斗随轮盘转动而升降.如图2,在水车顺时针转动时,其中的1个水斗在点处放空水,同时有1个水斗刚好在点处接触水面,中间还有2个水斗,已知外围轮盘半径为,点到水面的距离为,则水面宽度为()
A. B. C.或 D.或
【答案】C
【分析】作,设,先说明四边形是矩形,得到,证明,得到,根据勾股定理列出方程,求出,最后根据垂径定理,计算即可求解.
【详解】解:如图,作交于点,作于点,
设,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵点到水面的距离为,
∴,则,
∵圆形轮盘分布了个水斗,水斗和中间还有个水斗,
∴,
∴,
又∵,即,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
在中,,
根据勾股定理得,,即,
整理得:,
解得:,
∴或,
∵,
∴点是的中点,即,
∴或,
则水面宽度为或.
二、填空题
7.(2026·湖北荆州·模拟预测)如图,在矩形中,,,经过点,与相切于点,交于点,交的延长线于点,,则的长是________.
【答案】
【分析】利用为圆的直径求出半径,结合切线性质与矩形边长算出圆心到的距离,再通过勾股定理和垂径定理,最终求得弦的长度为.
【详解】解:连接并延长交于,连接,
∵点都在上,且在上,
∴是的直径,
∴,
∴的半径,
∵与相切于,
∴,
矩形中,,
∴,,
∵,
∴是的中点,即,
在中,由勾股定理:,
∴.
8.(2026·浙江宁波·一模)如图,矩形内接于,连接,是上一点,连接,,与交于点.若,,则的值为________.
【答案】
【分析】由等腰三角形的性质得,由圆周角定理得,再由得,则,由平行线的性质得,根据垂径定理得,证明,得,,设,则,,证明,则得,即可求解.
【详解】解:如图,连接交于点G,连接、,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵在矩形中,,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,
设,则,,
∵矩形内接于,
∴、交于点O,且为直径,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴.
9.(2026·重庆·模拟预测)如图,是等腰的外接圆,,.连接并延长交于点D,的角平分线交于点E,交于点F,连接,则的长度为______.
【答案】
【分析】连接,设交于点,过点作交的延长线于点,过点作于点,勾股定理求得,证明,进而根据相似三角形的性质求得,,再根据勾股定理,即可求解.
【详解】解:如图,连接,设交于点,过点作交的延长线于点,过点作于点,
∵是等腰的外接圆,
∴,
∵,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中,.
10.(2026·陕西西安·模拟预测)如图,在边长为4的正方形中,点为边上一动点,为中点,为上一点,且满足,则的最小值为___________.
【答案】
【分析】根据正方形的性质得和,结合直角三角形的性质和等腰三角形的性质判定,则点F在以为直径的圆上,的中点O为圆心的圆上,连接,交圆O于点,此时取得最小值,结合勾股定理和圆的性质即可求得最小值.
【详解】解;∵四边形是边长为4的正方形,
∴,,
∵点为中点,
∴,
∵,
∴,
连接,如图,
则,,
∵ ,
∴ ,
∴点F在以为直径,的中点O为圆心的圆上,
连接,交圆O于点,此时取得最小值,
∵点O是的中点,,
∴,圆O的半径,
在中,,
则的最小值为,
【点睛】本题主要考查正方形的性质、直角三角形的性质、等腰三角形的性质、勾股定理和圆的性质,解题的关键是找到点的轨迹.
11.(2026·四川成都·二模)如图,在中,是斜边边上一点,以为圆心的半圆与,边分别相切于点D,E,已知,半圆半径为4,则图中两部分阴影面积的和为_____.
【答案】
【分析】连接,,证明四边形是正方形,证明,可求出;分别求出,,,再根据求解即可.
【详解】解:连接,,
∵半圆与,边分别相切于点D,E,
∴,,,
又,
∴四边形是正方形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,解得:;
∴,;,
∴.
12.(2026·陕西西安·三模)如图,为等腰直角三角形,,,为的中点,为线段上的一个动点,连接,将沿折叠得到,过点作直线的垂线交直线于点,连接和,则的最小值为____________
【答案】
【分析】先由,得到四点共圆,则,,根据定角对定长可得点在以为圆心,半径为的圆上运动;连接交于点,在上取一点,使,连接,过作于,根据,,可得,则,得到,当在上时,最小,再求出的长度即可.
【详解】解:连接,,,延长至,使于,
∵为等腰直角三角形,,,为的中点,
∴,,,,
由折叠可得,,
∴,,
∵,
∴,
∴四点共圆,
∴,
∴,
∵,,,,
∴四边形是正方形,
∴,
∴根据定角对定长可得点在以为圆心,半径为的圆上运动;
连接交于点,在上取一点,使,连接,过作于,
∵,,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
∴,
∴当在上时,最小.
三、解答题
13.(2026·黑龙江哈尔滨·二模)已知:在中,弦交弦于点E,点F在线段上,连接交于点G,.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,若,连接,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,,,,连接,延长交于点H,当是锐角时,求线段的长.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据圆周角定理得到,进而得到,从而得出结论;
(2)连接,,,,根据圆周角定理得到,进而得到,再次利用圆周角定理得到,进而得到,证明,从而得出结论;
(3)根据余角的性质得到,令,则,进而得到,根据等腰三角形的性质得到,证明,进而得到,根据勾股定理求出、长,再证明,进而得到,根据三角形外角和定理得到,进而得到,则,根据平行线的性质得到,进而得到,根据等腰三角形的性质得到,在中,、,再根据勾股定理求出长,利用求解即可.
【详解】(1)证明:,
,
又,
,
;
(2)证明:如图2,连接,,,,
,
,
又,
,
,
又,
,
,
又,,
,
;
(3)解:如图3,连接,,过点A作于点M,过点O作于点N,
,
,
,,
,
令,
、,
,
,
在和中
,
、,
在中,由勾股定理得:,
,
在中,,
,
,
在中,,,
在和中,
,
,
,
又,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在中,,,
,
在中,由勾股定理得:,
,
.
【点睛】本题考查圆周角定理、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、解直角三角形、勾股定理,熟练掌握相关性质定理,数形结合的思想方法的运用是解题的关键.
14.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)已知:内接于,,点D在圆上,弧弧,连接,
(1)如图①,求证:
(2)如图②,点E在上,点G在延长线上,连接,,作,,,求证:;
(3)如图③,在②的条件下,作交延长线于点F,连接,四边形的面积为,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)连接,根据题意得,,再利用勾股定理求解即可求证结论;
(2)设,根据题意证,再结合即可求证结论;
(3)作交延长线于点M,作于点N,证,得,四边形为矩形,根据,求出,设交于点K,在上截取,根据角的关系求得,设,根据列方程求解得,,,
,求出可解答.
【详解】(1)证明:连接
∴为的直径
,
弧弧
在中
(2)证明:设
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:作交延长线于点M,作于点N,
,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
又∵,
,
,
,
四边形为矩形
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
如图设交于点K,在上截取
为的直径,
,
,
,
,
,
,
设,
,,
,
,
, , ,
,
∴,
,
15.(2026·湖北十堰·模拟预测)在数学实践课上,同学们利用圆形纸片开展折纸类探究活动:
如图,是的直径,将弦沿折叠后,点C恰好落在上的点D处,连接并延长交于点F,连接交于点G,且.
(1)试判断与的位置关系,并说明理由.
(2)若,求和的长.
【答案】(1)见解析
(2),
【分析】(1)根据得到,再根据圆周角定理得出,进而得到,即可求证;
(2)由题意可得,,证明,得到,进而得到,再证明,推出,则.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,,
由折叠的性质,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
根据勾股定理可得:,
则,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,即,
∴.
16.(2026·山东济南·一模)【先导问题】
(1)如图1,中,,,若,则________度;
(2)【提炼模型】如图2,在中,,,且满足,求证:;
(3)【识别模型、应用模型】如图3,直线上有一定点,,,点为直线上一点,连接,,且满足,求的最小值.
【答案】(1)60
(2)见解析
(3)的最小值为
【分析】(1)先证明,进而即可得到答案;
(2)先证明,进而即可得到答案;
(3)分点C在B的右侧、左侧以及和B重合讨论,过点作,使得,连接,通过证明,可得点的轨迹为以点为圆心,以为半径的圆,从而得为等腰直角三角形,进而即可得到答案.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)解:∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴;
(3)解:当点C在店B的右侧时,如图,过点作,使得,连接,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴点的轨迹为以点为圆心,以为半径的圆的一部分,即优弧,
如图,连接、,
∵.
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∴在中,,
∴;
当C和B重合时,D和G重合,此时,
当C在B的左侧时,如图,过点作,使得,连接,
同理可证,
∴,
∵,,
∴点的轨迹为以点为圆心,以为半径的圆的一部分,即劣弧,
如图,连接、,连接交于点,
同理可求,
∴的最小值为,
综上,的最小值为.
17.(2026·湖北武汉·一模)如图,在正方形中,E,F分别为边上的点,且,连接交于点.
(1)如图(1),求证:;
(2)连接.
①如图(2),若平分,求证:;
②如图(3),连接,若平分,直接写出的值.
【答案】(1)见详解
(2)①见详解②
【分析】(1)结合正方形的性质,证明,再进行角的等量代换,即可作答.
(2)①由(1)得,且结合正方形的性质,得出,故四点共圆,再运用圆周角定理得 ,故是等腰直角三角形,结合,故;
②设,结合正方形的性质证明,再得出四边形是矩形,,,同理证明,即,因为平分,得,再把数值代入,整理得,运用公式法解得,再代入计算,即可作答.
【详解】(1)证明:∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
则,
∴,
即;
(2)解:①由(1)得,
即
∵平分,
∴
∵四边形是正方形,
∴,
∵,
∴四点共圆,如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴;
②设,
过点作,过点作,过点作的延长线,如图所示:
∵四边形是正方形,
∴
∴
由(1)得,
∵,
∴,
则,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,,
同理证明,
∴,,
则,
∵平分,
∴,
则,
∵,
∴,
∴,
∴,
整理得,
∴,
则,
则(舍去),
与①同理得四点共圆,如图所示:
∵
∴
∴,
∵
则
∵,
∴.
【点睛】本题考查了正方形的判定与性质,解直角三角形的相关计算,四点共圆,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,圆周角定理,难度较大,综合性较强,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
18.(2026·北京海淀·一模)在平面直角坐标系中,对于图形G、图形R和直线l,给出如下定义:若图形G上存在点T(T在直线l外),使得图形R上至少有个点到直线l的距离与点T到直线l的距离相等,则称图形R为图形G关于直线l的“等距”图形.
(1)已知点,,,.
①当时,在线段,,中,线段______为点A关于y轴的“等距”图形,其中k的值为______;
②若线段为线段关于y轴的“等距”图形,则t的取值范围是______;
(2)已知直线,的圆心为,半径为1.若存在实数s以及的弦,使得任意以点为中心且边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,直接写出a的取值范围.
【答案】(1)①,1;②
(2)
【分析】(1)①先求出点A到y轴的距离为2,再根据“等距”图形的定义即可求解;②设线段上的点到y轴的距离为,当时,线段有2个点满足;当或时,线段有1个点满足;再结合线段为线段关于y轴的“等距”图形,即可求出t的取值范围;
(2)由边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,得出这个等边三角形的中心点必然经过直线,即,且,再根据任意的弦,上都存在点,到直线l的距离的最大值也要为,可找到的临界状态,求出临界状态的的值,即可求出的取值范围.
【详解】(1)解:①当时,则点,如图所示:
∴点A到y轴的距离为2,
∵,,
∴线段上的点到y轴的距离最小值为0,最大值为1,
∴线段不是点A关于y轴的“等距”图形,
∵,,
∴线段上的点到y轴的距离最小值为0,最大值为1,
∴线段不是点A关于y轴的“等距”图形,
∵,,
∴线段上的点到y轴的距离最小值为0,最大值为3,
∴线段是点A关于y轴的“等距”图形,
设线段的解析式为,
则,解得,
∴线段的解析式为,
当时,,
∴线段上有1个点到y轴的距离为2,
∴k的值为1.
②∵,,
∴同理①的方法可得,线段的解析式为,
设线段上的点到y轴的距离为,如图所示:
当时,线段有2个点满足,
当或时,线段有1个点满足,
又∵线段为线段关于y轴的“等距”图形,
∴线段存在点T,使得点T到y轴的距离不大于,
又∵在y轴的右侧,且到y轴的距离为3,
∴点在直线上或直线的左侧,如图所示:
∴t的取值范围为.
(2)解:∵边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,
∴等边上存在3个点到直线的距离等于某个具体数值,
∵是以点为中心的任意一个等边三角形,且均存在3个点到直线的距离等于,如图所示:
∴这个等边三角形的中心点必然经过直线,即,且,
∴任意的弦,上都存在点,到直线l的距离的最大值也要为,
如图所示,点在直线上,作直线,,且,
作与直线相切于点,
若上存在一点到直线的距离达到,则与直线有交点即可,
∵直线,
∴,
∴、是等腰直角三角形,
∵的半径为1,
∴,
∴,,
∴,
同理,当点在直线的下方时,,,
∴,
∵点在第四象限,
∴点,即,
∴.
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