北师大版九年级数学下册 专题3.30 圆中的几何模型-隐形圆专题(知识讲解)(附答案)
展开隐形圆是中考选择题和填空题中常考题,题目往往以动态问题出现,有点、线的运动,或者图形的折叠,多数学生基本没有思路,一头雾水,从而无法解答。 隐形圆常见的有以下几种形式,一是对角互补,四点共圆;二是定弦定角,点在圆上;三是定点定长,轨迹是圆。题目具体表现为折叠问题、旋转问题、角度不变问题等。
类型一、对角互补,四点共圆。
例1、如图1,等边△ABC中,AB=6,P为AB上ー动点,PD⊥BC,PE⊥AC,求DE的最小值。
图一 图二
解题思路:因为对角互补,所以P、D、C、E四点共圆,又因为∠EOD=120,所以当直径最小时,弦DE的值最小。
略解:因为∠PEC=∠PDC=90°,故四边形PDCE对角互补,故P、D、C、E四点共圆,如图2。∠EOD=2∠ECD=120°,要使得DE最小,则要使圆的半径最小,故直径PC最小,当CP⊥AB时,PC最短为,则可求出DE =。
类型二、定角定弦,轨迹是圆。
例2、如图,在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,BC=,点D是AC边上ー动点,连接BD,以AD为直径的圆交BD于点E,则线段CE长度的最小值是多少?
图1 图2 图3
,
.
类型三、定点定长,点在圆上
例3、如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=5,P是矩形内部一动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP的最小值是_______.
【答案】﹣4.
【分析】连接OC与圆O交于点P,先证明点P在以AB为直径的圆O上,再利用勾股定理求出OC即可.
解:
∵∠ABC=90°,
∴∠ABP+∠PBC=90°,
∵∠PAB=∠PBC,
∴∠BAP+∠ABP=90°,
∴∠APB=90°,
∴OP=OA=OB(直角三角形斜边中线等于斜边一半),
∴点P在以AB为直径的⊙O上,连接OC交⊙O于点P,此时PC最小,
∵在矩形ABCD中,AB=8,BC=5,
在RT△BCO中,∵∠OBC=90°,BC=5,OB=4,
∴OC=,
∴PC=OC﹣OP=﹣4.
∴PC最小值为﹣4.
故答案为﹣4.
【点拨】本题考查了点与圆的的位置关系、圆周角定理及最短路径等知识,会求圆外一点到圆的最大距离和最小距离是解题的关键.折叠问题很多都是用到圆的知识解答,注意定点定长,找到合适的圆,就可以很简单的进行知识转化,化动为静。
类型四、线段滑动,中点在圆上
例4、如图,已知A、B两点的坐标分别为(-8,0)、(0,8),点C、F分别是直线x=5和x轴上的动点,CF=10,点D是线段CF的中点,连接AD交y轴于点E,当ABE的面积取得最小值时,tan∠BAD=______.
【答案】
【分析】如图,设直线x=5交x轴与K,由题意KD=CF=5,推出点D的运动轨迹是以K为圆心,5为半径的圆,推出当直线AD与K相切时,的面积最小,作EH⊥AB于H,求出EH,AH即可解决问题.
如图,设直线x=5交x轴与K,由题意KD=CF=5,
∴点D的运动轨迹是以K为圆心,5为半径的圆,
∴当直线AD与K相切时,的面积最小,
∵AD是切线,点D是切点,
∴AD⊥KD,
∵AK=5+8=13,DK=5,
∴AD=12,
∵tan∠EAO=,即,
∴OE=,
∴AE=,
作EH⊥AB于H,
∵,
∴EH=,
AH=,
∴,
故答案为:.
【点拨】本题考查了解直角三角形,坐标与图形的性质,直线与圆的位置关系,三角形的面积,三角函数关系式等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考填空的压轴题型.
总之,动态问题中,一定要找到点的运动轨迹,可以结合圆的性质,比如到定点的距离等于定长的点的集合,同弦所对的圆周角相等或互补,直径所对的圆周角是直角,圆内接四边形对角互补等,把这些性质逆用,就可以找到隐形圆。比如四边形对角互补,那我们就要立刻反应出这四点共圆,找到圆后,就用圆的性质解题。
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