内容正文:
专题20 点与圆的位置关系
题型01 判断点与圆的位置关系
题型02 利用点与圆的最大、最小距离求直径
题型03 利用点与圆的位置关系求半径范围
题型04 根据点与圆的位置关系求参数
题型05 坐标系中点与圆的位置关系
题型06 由点与圆的位置关系求最值
▌题型01 判断点与圆的位置关系
【典例1】在中,,,.分别以、为圆心,长为半径作圆、圆,下列关于点的位置描述正确的是( )
A.在圆外部,在圆外部 B.在圆外部,在圆内部
C.在圆内部,在圆内部 D.在圆内部,在圆外部
【变式1-1】已知的半径为,点为平面内一点,且,则点与的位置关系是( )
A.点在上 B.点在内 C.点在外 D.无法判断
【变式1-2】在平面直角坐标系中,以原点O为圆心,5为半径作圆,点P的坐标是,则点P与的位置关系是( )
A.点P在内 B.点P在外
C.点P在上 D.无法确定
【变式1-3】如图,A,B,C是小区内的三栋楼,现准备在B,C的中点D处建造一个基站,若其覆盖范围是一个半径为的圆,则这三栋楼在该基站覆盖范围内的是( )
A.只有B B.只有A、B C.只有B、C D.A、B、C
▌题型02 利用点与圆的最大、最小距离求直径
【典例1】平面上有及一点P,P到上一点的距离最长为,最短为,则的半径为( ).
A.4 B.2或4 C.3或2 D.4或3
【变式1-1】(25-26九年级上·安徽宿州·期末)平面上的一点和的最近点距离为,最远距离为,则这个圆的半径是( )
A. B.或 C.或 D.或
【变式1-2】(25-26九年级上·四川广安·期末)点到的最近点的距离为,最远点的距离为,则的半径是___________
【变式1-3】(26-27九年级上·全国·课后作业)已知的半径为3,P是外一点,,分别求点P到的最近点和最远点的距离.
▌题型03 利用点与圆的位置关系求半径范围
【典例1】(25-26九年级上·江西九江·期末)点P到圆心O的距离为6,若点P在圆O外,则圆O的半径r满足( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图,在中,,,,点在边上,且,连接.以点为圆心,以为半径画圆,若点中只有2个点在圆内,则的值可能为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【变式1-2】已知矩形中,,以点B为圆心r为半径作圆,且与边有唯一公共点,则r的取值范围为( )
A. B. C. D.
【变式1-3】(25-26九年级上·全国·课后作业)在矩形中,,.
(1)若以A为圆心,8长为半径作,则 B、C、D与圆的位置关系是什么?
(2)若作,使B、C、D三点至少有一个点在内,至少有一点在外,则的半径r的取值范围是 .
▌题型04 根据点与圆的位置关系求参数
【典例1】已知点A是数轴上一定点,点B是数轴上一动点,点A表示的实数为,点B所表示的实数为b,作以A为圆心,2为半径的,若点B在外,则b的值可能是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】(24-25九年级上·浙江金华·阶段检测)若的半径是,点在圆外,则的长可能是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】已知点P在外,的直径是10,则点O到点P的距离d的范围是______.
【变式1-3】(2026·云南·一模)已知的半径为,点到圆心的距离为,若点在内,则的取值范围中整数的个数为___________
▌题型05 坐标系中点与圆的位置关系
【典例1】在直角坐标平面内,点A的坐标为,点B的坐标为,圆A的半径为2.若点B在圆上,则a值为( )
A.2或3 B.或3 C.或1 D.或2
【变式1-1】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段检测)在平面直角坐标系内,点,点B的坐标为,的半径为5.若点B在内,则a的范围是_________.
【变式1-2】在坐标系中,以为圆心,5为半径的与点的位置关系是:点在___________(填“内”、“上”或“外”).
【变式1-3】如图,在平面直角坐标系中,一段圆弧经过格点A,B,C(小正方形的边长均为1).
(1)直接写出圆弧所在⊙P的圆心坐标: ;
(2)⊙P的半径为 ;
(3)若点M(-1,1),则点M在⊙P .(填“圆内”“圆上”或“圆外”)
▌题型06 由点与圆的位置关系求最值
【典例1】在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,P是坐标系内任意一点,点P到⊙O的距离SP的定义如下:若点P与圆心O重合,则SP为⊙O的半径长;若点P与圆心O不重合,作射线OP交⊙O于点A,则SP为线段AP的长度.
图1为点P在⊙O外的情形示意图.
(1)若点B(1,0),C(1,1),D(0,),则SB= ;SC= ;SD= ;
(2)若直线y=x+b上存在点M,使得SM=2,求b的取值范围;
(3)已知点P,Q在x轴上,R为线段PQ上任意一点.若线段PQ上存在一点T,满足T在⊙O内且ST≥SR,直接写出满足条件的线段PQ长度的最大值.
【变式1-1】【模型建立】
如图①、②,点P分别在圆O外、在圆O内,直线分别交圆O于点A,B,则是点P到圆O上的点的最短距离,是点P到圆O上的点的最长距离.
【问题解决】
(1)请就图①中为何最长进行证明.
(2)已知点P到圆O上的点的最短距离为3,最长距离为7.则圆O的半径为______.
(3)如图③,在中,,,.点E在边上,且,动点P在半径为2的圆E上,则的最小值是______.
(4)如图④,点,动点B在以为圆心,为半径的圆上,的中点为C,则线段的最大值为______.
(5)如图⑤,正方形中,点M,N分别为,上的动点,且,,交于E,点F为的中点,点P为上一个动点,连接,.若,则的最小值为______.
【变式1-2】在平面直角坐标系中,已知圆和图形,将图形关于直线对称得到图形,为上任意一点,为圆上任意一点,将的最大值称为图形关于的“对称长度”.
(1)若圆半径为;
①在,,这三个点中,______关于直线的“对称长度”为;
②已知直线:,点,,,,,,则在线段,,中,关于的“对称长度”为的是______;
(2)圆半径为,已知点,,,,,,点在点的左侧,直线从开始,绕点顺时针旋转到,在旋转过程中,求正方形关于的“对称长度”的取值范围.
【变式1-3】(26-27九年级上·陕西咸阳·阶段检测)解答下列各题
(1)【问题探究】
如图1,点是矩形内的一个动点,点是的中点,连接、、,若,,.
①的长为______________;
②求点到点的最小距离;
(2)【问题解决】
如图2,矩形是某工厂的一片空地,现要在、边上设立出入口、,要求,再从向铺设小路,从向铺设一条与小路垂直的小路(即于点M),从向修一条运输通道,为节省成本,要求运输通道的长度尽可能短.已知,,求运输通道长度的最小值.(小路、运输通道的宽度与出入口的大小均忽略不计)
1 / 12
学科网(北京)股份有限公司
$
专题20 点与圆的位置关系
题型01 判断点与圆的位置关系
题型02 利用点与圆的最大、最小距离求直径
题型03 利用点与圆的位置关系求半径范围
题型04 根据点与圆的位置关系求参数
题型05 坐标系中点与圆的位置关系
题型06 由点与圆的位置关系求最值
▌题型01 判断点与圆的位置关系
【典例1】在中,,,.分别以、为圆心,长为半径作圆、圆,下列关于点的位置描述正确的是( )
A.在圆外部,在圆外部 B.在圆外部,在圆内部
C.在圆内部,在圆内部 D.在圆内部,在圆外部
【答案】B
【分析】根据点与圆的位置关系,比较点A到两个圆心的距离和对应圆的半径,即可判断点A的位置,点与圆的位置关系为:设圆半径为,点到圆心的距离为,则时点在圆外,时点在圆内.
【详解】解:在中,,,,
由勾股定理得,
对于圆,圆心为,半径,
,点在圆外部,
对于圆,圆心为,半径,
,点在圆内部.
【变式1-1】已知的半径为,点为平面内一点,且,则点与的位置关系是( )
A.点在上 B.点在内 C.点在外 D.无法判断
【答案】B
【详解】的半径,点到圆心的距离,
.
点在内.
【变式1-2】在平面直角坐标系中,以原点O为圆心,5为半径作圆,点P的坐标是,则点P与的位置关系是( )
A.点P在内 B.点P在外
C.点P在上 D.无法确定
【答案】C
【分析】根据点P坐标算出的长度d,设圆的半径为r,,则点在圆上.
【详解】解:,
的半径,
,
在上.
【变式1-3】如图,A,B,C是小区内的三栋楼,现准备在B,C的中点D处建造一个基站,若其覆盖范围是一个半径为的圆,则这三栋楼在该基站覆盖范围内的是( )
A.只有B B.只有A、B C.只有B、C D.A、B、C
【答案】C
【分析】由题意画出图形,根据勾股定理的逆定理求出,再利用勾股定理求出,进一步即可得出答案.
【详解】解:如图,点O是的中点,
∴,
∵,,,
而,
∴,
在中,,,
∴
即,
又∵,
∴点B、点C在圆的内部,点A在圆的外部.
▌题型02 利用点与圆的最大、最小距离求直径
【典例1】平面上有及一点P,P到上一点的距离最长为,最短为,则的半径为( ).
A.4 B.2或4 C.3或2 D.4或3
【答案】B
【分析】根据点P在内或外分类讨论,由最长最短距离与圆直径的关系计算半径即可.
【详解】当点P在外时,
∵ 点P到上点的最长距离为,最短距离为,
∴ 的直径为 ,半径为 .
当点P在内时,
∵ 点P到上点的最长距离为,最短距离为,
∴的直径为 ,半径为 .
因此的半径为或.
【变式1-1】(25-26九年级上·安徽宿州·期末)平面上的一点和的最近点距离为,最远距离为,则这个圆的半径是( )
A. B.或 C.或 D.或
【答案】C
【分析】本题考查了点与圆的位置关系.
分点在圆外和点在圆内两种情况讨论,利用最近和最远距离与半径的关系求解
【详解】解:设点与圆心距离为d,半径为r,
当点在圆外时,
∵最近距离为,最远距离为,
∴两式相加,,
即,
代入,
得;
当点在圆内时,
∵最近距离为,最远距离为,
∴两式相加,,
解得:;
∴圆的半径为或.
故选:C.
【变式1-2】(25-26九年级上·四川广安·期末)点到的最近点的距离为,最远点的距离为,则的半径是___________
【答案】或.
【分析】本题考查了点与圆的位置关系.根据点P与圆的位置关系分类讨论:当点P在圆外时,当点P在圆内时,分别求解即可.
【详解】如图所示,当点P在圆内时,
∵,,
∴,
∴的半径是;
如图所示,当点P在圆外时,
∵,,
∴,
∴的半径是;
综上所述,的半径是或.
故答案为:或.
【变式1-3】(26-27九年级上·全国·课后作业)已知的半径为3,P是外一点,,分别求点P到的最近点和最远点的距离.
【答案】
点到的最近点距离为,最远点距离为
【分析】根据圆外一点到圆上一点的最大值为点到圆心的距离与半径的和,最小值为点到圆心的距离与半径的差,进行计算即可.
【详解】解:∵的半径为3,P是外一点,,
∴点到的最近点距离为,最远点距离为.
▌题型03 利用点与圆的位置关系求半径范围
【典例1】(25-26九年级上·江西九江·期末)点P到圆心O的距离为6,若点P在圆O外,则圆O的半径r满足( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查点与圆的位置关系,熟练掌握点与圆的位置关系是关键.点在圆外时,点到圆心的距离大于半径,且圆的半径为正数即可求解.
【详解】解:点P在圆O外,
点P到圆心O的距离大于圆O的半径r,
点P到圆心O的距离为,且圆的半径,
.
故选:A.
【变式1-1】(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图,在中,,,,点在边上,且,连接.以点为圆心,以为半径画圆,若点中只有2个点在圆内,则的值可能为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【答案】C
【分析】本题主要考查了点与圆的位置关系,解题的关键是掌握点到圆心距离为d,半径为r,当时,点在圆外;当时,点在圆上;当时,点在圆内.
先根据勾股定理求出,再得出,根据点A,B,C中只有2个点在圆内,推出,即可解答.
【详解】解:∵,,,,
∴,,
∵点中只有2个点在圆内,,
∴,
故选:C.
【变式1-2】已知矩形中,,以点B为圆心r为半径作圆,且与边有唯一公共点,则r的取值范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】此题考查了点与圆的位置关系以及矩形的性质,勾股定理,由于根据点与圆的位置关系得到注意若半径为r,点到圆心的距离为d,则有:当时,点在圆外; 当时,点在圆上,当时,点在圆内.
【详解】解:如图:连接,
∵矩形中,
∵以点B为圆心作圆,与边有唯一公共点,
∴的半径r的取值范围是:,
故选:D.
【变式1-3】(25-26九年级上·全国·课后作业)在矩形中,,.
(1)若以A为圆心,8长为半径作,则 B、C、D与圆的位置关系是什么?
(2)若作,使B、C、D三点至少有一个点在内,至少有一点在外,则的半径r的取值范围是 .
【答案】(1)点B在内,点C在外,点D在上
(2)
【分析】此题考查的知识点是点与圆的位置关系,勾股定理,矩形的性质,解题关键是要注意点与圆的位置关系,要熟悉勾股定理,及点与圆的位置关系.
(1)根据勾股定理求出的长,进而得出点B,C,D与的位置关系;
(2)利用(1)中所求,即可得出半径r的取值范围.
【详解】(1)解:如图所示,连接,
∵在矩形中,,,
∴,,,
∴,
∵,
∴点在内,
∵,
∴点在上,
∵,
∴点在外;
(2)∵以点A为圆心作,使B,C,D三点中至少有一个点在圆内,且至少有一点在圆外,
∴的半径r的取值范围是.
▌题型04 根据点与圆的位置关系求参数
【典例1】已知点A是数轴上一定点,点B是数轴上一动点,点A表示的实数为,点B所表示的实数为b,作以A为圆心,2为半径的,若点B在外,则b的值可能是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】先根据点与圆位置关系得到,结合数轴距离写出,解不等式得到的取值区间,估算值后求解即可.
【详解】解:∵点B在外,
∴.
∵点A、B在数轴上,分别表示和,
∴.
∴.
∴或.
∵,
∴,,
∴的值可能是.
【变式1-1】(24-25九年级上·浙江金华·阶段检测)若的半径是,点在圆外,则的长可能是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了点与圆的位置关系,熟练掌握若点与圆心的距离d,圆的半径为,则当时,点在圆外;当时,点在圆上;当时,点在圆内是解题的关键.
根据点与圆的位置关系判断方法求解即可.
【详解】解:的半径是,点在圆外,
∴,
故选:D.
【变式1-2】已知点P在外,的直径是10,则点O到点P的距离d的范围是______.
【答案】
【分析】本题考查了点与圆的位置关系,当点P在外,则点O到点P的距离d大于半径,再结合的直径是10,即可作答.
【详解】解:∵点P在外,
∴点O到点P的距离d大于半径,
∵的直径是10,
∴,
故答案为:.
【变式1-3】(2026·云南·一模)已知的半径为,点到圆心的距离为,若点在内,则的取值范围中整数的个数为___________
【答案】7
【分析】根据点与圆的位置关系得到的取值范围,再统计范围内整数的个数即可.
【详解】已知的半径,
根据点与圆的位置关系,点在圆内时,点到圆心的距离小于半径,且点到圆心的距离为非负数,
因此可得的取值范围为,
该范围内的整数为,共个.
▌题型05 坐标系中点与圆的位置关系
【典例1】在直角坐标平面内,点A的坐标为,点B的坐标为,圆A的半径为2.若点B在圆上,则a值为( )
A.2或3 B.或3 C.或1 D.或2
【答案】B
【分析】本题考查了点与圆的位置关系,正确理解点与圆的位置关系是解题的关键.根据点A的坐标和圆A的半径以及两点之间的距离即可求出答案.
【详解】,圆A的半径为2,
,
,
解得或3.
故选:B.
【变式1-1】(24-25九年级上·江苏镇江·阶段检测)在平面直角坐标系内,点,点B的坐标为,的半径为5.若点B在内,则a的范围是_________.
【答案】
【分析】本题考查了垂径定理,勾股定理,点和圆的位置关系.设交轴于点,连接,利用勾股定理求得,根据点和圆的位置关系即可求解.
【详解】解:如图,设交轴于点,连接,
∵点,的半径为5,
∴,,
∴,
若点在内,
∴,
故答案为:.
【变式1-2】在坐标系中,以为圆心,5为半径的与点的位置关系是:点在___________(填“内”、“上”或“外”).
【答案】外
【分析】勾股定理求得的长,然后根据点与圆的位置关系的判定方法进行判断.
【详解】解:的半径为,点到圆心的距离为,
,即,
即点A到圆心的距离大于圆的半径,
点A在外.
故答案为:外.
【点睛】本题考查了点与圆的位置关系:设的半径为r,点P到圆心的距离,则有点P在圆外,则;点P在圆上,则;点P在圆内,则.
【变式1-3】如图,在平面直角坐标系中,一段圆弧经过格点A,B,C(小正方形的边长均为1).
(1)直接写出圆弧所在⊙P的圆心坐标: ;
(2)⊙P的半径为 ;
(3)若点M(-1,1),则点M在⊙P .(填“圆内”“圆上”或“圆外”)
【分析】(1)作出AB,BC的垂直平分线的交点即可求解;
(2)利用勾股定理求解;
(3)求出M、P两点的距离与半径比较即可得到结论.
解:(1)如图,作出AB,BC的垂直平分线的交点为P,
∴P(2,-1),
故答案为:(2,-1);
(2)如图,连接AP,AP即为半径,
∵A(0,3),P(2,-1),
∴,
故答案为:;
(3)如图,
∵M(-1,1),P(2,-1),
∴=,
∴点M在⊙P内.
故答案为:圆内.
▌题型06 由点与圆的位置关系求最值
【典例1】在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,P是坐标系内任意一点,点P到⊙O的距离SP的定义如下:若点P与圆心O重合,则SP为⊙O的半径长;若点P与圆心O不重合,作射线OP交⊙O于点A,则SP为线段AP的长度.
图1为点P在⊙O外的情形示意图.
(1)若点B(1,0),C(1,1),D(0,),则SB= ;SC= ;SD= ;
(2)若直线y=x+b上存在点M,使得SM=2,求b的取值范围;
(3)已知点P,Q在x轴上,R为线段PQ上任意一点.若线段PQ上存在一点T,满足T在⊙O内且ST≥SR,直接写出满足条件的线段PQ长度的最大值.
【答案】(1)0;﹣1;;
(2)b的取值范围是﹣3≤b≤3;
(3)线段PQ长度的最大值为1+2+1=4.
【分析】(1)根据点的坐标和新定义解答即可;
(2)根据直线y=x+b的特点,结合SM=2,根据等腰直角三角形的性质解答;
(3)根据T在⊙O内,确定ST的范围,根据给出的条件、结合图形求出满足条件的线段PQ长度的最大值.
【详解】解:(1)∵点B(1,0),
∴SB=0,
∵C(1,1),
∴SC=﹣1,
∵,
∴SD=,
故答案为0;﹣1;;
(2)设直线y=x+b与分别与x轴、y轴交于F、E,
作OG⊥EF于G,
∵∠FEO=45°,
∴OG=GE,
当OG=3时,GE=3,
由勾股定理得,OE=3,
此时直线的解析式为:y=x+3,
∴直线y=x+b上存在点M,使得SM=2,b的取值范围是﹣3≤b≤3;
(3)∵T在⊙O内,
∴ST≤1,
∵ST≥SR,
∴SR≤1,
∴线段PQ长度的最大值为1+2+1=4.
【点睛】本题考查的是等腰直角三角形的性质、新定义、点与圆的位置关系,正确理解点P到⊙O的距离SP的定义、灵活运用数形结合思想是解题的关键.
【变式1-1】【模型建立】
如图①、②,点P分别在圆O外、在圆O内,直线分别交圆O于点A,B,则是点P到圆O上的点的最短距离,是点P到圆O上的点的最长距离.
【问题解决】
(1)请就图①中为何最长进行证明.
(2)已知点P到圆O上的点的最短距离为3,最长距离为7.则圆O的半径为______.
(3)如图③,在中,,,.点E在边上,且,动点P在半径为2的圆E上,则的最小值是______.
(4)如图④,点,动点B在以为圆心,为半径的圆上,的中点为C,则线段的最大值为______.
(5)如图⑤,正方形中,点M,N分别为,上的动点,且,,交于E,点F为的中点,点P为上一个动点,连接,.若,则的最小值为______.
【答案】(1)
证明:如图,点C为上任意一点(不与点B重合),连接,,
当点C与点B不重合时,
∵在中,,
又∵,
∴,即,
∴的长是点P到上的点的最长距离.
(2)2或5
(3)
(4)
(5)
【分析】(1)根据三角形的任意两边之和大于第三边即可得解;
(2)分两种情况讨论:①点P在外,②点P在内,根据线段的和差即可求解;
(3)连接,交于点D,则的最小值是的长,根据勾股定理即可求出,进而得到的长,即可解答;
(4)取点,连接,可得是的中位线,因此当线段取得最大值时,线段也取得最大值.连接,并延长交于点,当点B位于点时,线段有最大值,根据点P,点D的坐标与的半径即可求出的长,进而即可解答;
(5)先证明,得到,进而证明,则点E在以为直径的圆上运动;如图所示,取的中点O,作点F关于的对称点H,连接,可证明当三点共线时,有最小值,即此时有最小值,最小值为的长,则当三点共线时,有最小值,即此时有最小值,求出,则,可得,则的最小值为.
【详解】(1)略
(2)解:若点P在外,如图①,
则,,
∴,
∴的半径为2;
若点P在内,如图②,
则,,
∴,
∴的半径为5;
综上所述,的半径为2或5.
故答案为:2或5;
(3)解:连接,交于点D,由[模型建立]可得的长是点A到上的点的最短距离,
∴的最小值是的长,
∵在中,,,
∴,
∴,
∴的最小值是;
(4)解:取点,连接,
∵,,
∴点A是线段的中点,
∵点C是线段的中点,
∴,
∴当线段取得最大值时,线段也取得最大值,
连接,并延长交于点,
∴当点B位于点时,线段有最大值,
∵,,
∴,
∵的半径为,即,
∴,
∴线段有最大值为,
∴线段的最大值为.
故答案为:
(5)解:∵四边形是正方形,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点E在以为直径的圆上运动;
如图所示,取的中点O,作点F关于的对称点H,连接,
∴,
∴,
∴当三点共线时,有最小值,即此时有最小值,最小值为的长,
∴当三点共线时,有最小值,即此时有最小值,
∵点F为的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了一点到圆上一点的距离的最值问题,勾股定理,正方形的性质全等三角形的性质与判定,三角形三边的关系,坐标与图形,三角形中位线定理,正确理解一点到圆上一点的距离取值最值的情形是解题的关键.
【变式1-2】在平面直角坐标系中,已知圆和图形,将图形关于直线对称得到图形,为上任意一点,为圆上任意一点,将的最大值称为图形关于的“对称长度”.
(1)若圆半径为;
①在,,这三个点中,______关于直线的“对称长度”为;
②已知直线:,点,,,,,,则在线段,,中,关于的“对称长度”为的是______;
(2)圆半径为,已知点,,,,,,点在点的左侧,直线从开始,绕点顺时针旋转到,在旋转过程中,求正方形关于的“对称长度”的取值范围.
【答案】(1)①;②
(2)
【分析】(1)①根据题意,分别作关于的对称点,,进而根据题意可得点到圆上的距离的最大值为,即可求解;
②同①的方法,分别作出线段,,关于的对称图形,观察图形,找到关于的“对称长度”为的线段,即可求解.
(2)根据题意,得出正方形关于的对称图形的轨迹,进而根据一点到圆上的距离的最值方法,即可求解.
【详解】(1)解:①如图所示,分别作关于的对称点,,观察图形可得,到的最大距离为,符合题意,即关于直线的“对称长度”为;
故答案为:.
②如图所示,观察图形可得关于的对称图形,到的最大距离为,即,
故答案为:.
(2)解:如图所示,点在点的左侧,直线从开始,绕点顺时针旋转到,在旋转过程中,正方形关于的对称点所在轨迹如图所示,
∵,
∴的解析式为
当关于的对称点为时,此时正方形关于的“对称长度”取得最小值,
∵,设,则,即①
,
∴②
由①②得(舍去)或,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了坐标与图形,轴对称的性质,勾股定理,解一元二次方程,平面上一点到圆上的距离,中点坐标公式,熟练掌握以上知识,理解新定义是解题的关键.
【变式1-3】(26-27九年级上·陕西咸阳·阶段检测)解答下列各题
(1)【问题探究】
如图1,点是矩形内的一个动点,点是的中点,连接、、,若,,.
①的长为______________;
②求点到点的最小距离;
(2)【问题解决】
如图2,矩形是某工厂的一片空地,现要在、边上设立出入口、,要求,再从向铺设小路,从向铺设一条与小路垂直的小路(即于点M),从向修一条运输通道,为节省成本,要求运输通道的长度尽可能短.已知,,求运输通道长度的最小值.(小路、运输通道的宽度与出入口的大小均忽略不计)
【答案】(1)①;②9;
(2)
【分析】(1)①根据矩形的性质得到,根据直角三角形斜边的中线等于斜边的一半作答即可;
②由①可知,动点到定点的距离恒为8,因此的轨迹是以为圆心、8为半径的在矩形内部的圆弧,根据“点到圆的最短距离=点到圆心的距离-半径”求出相关量计算即可;
(2)延长和,相交于G,根据矩形的性质得到,,根据圆周角定理可知M在以为直径的圆上,证明,得到,取中点O,连接,则,连接,可知,根据“点到圆的最短距离=点到圆心的距离-半径”计算即可.
【详解】(1)解:①∵矩形,
∴,
∵在中,,是斜边的中点,
∴;
②如图,连接,
由①可知,动点到定点的距离恒为8,因此的轨迹是以为圆心、8为半径的在矩形内部的圆弧,
∵矩形,
∴,,
∴,
∴的最小值为;
(2)解:如图,延长和,相交于G,
∵矩形,
∴,,
∵,
∴,
∴M在以为直径的圆上,,
∵,
∴,即,
∵,,
∴,
∴,
∴,
取中点O,连接,则,
连接,
可知,
根据“点到圆的最短距离=点到圆心的距离-半径”可知长度的最小值
.
1 / 12
学科网(北京)股份有限公司
$