摘要:比如D点,它在圆内,那么它与圆上的动点E有一个距离,这个距离有很多值,其中最大和最小是我们经常讨论的。
初中几何中有一类最值问题,需要用到圆的知识——具体来说是涉及圆的位置关系:
点和圆的位置关系;直线和圆的位置关系。点和圆的位置关系有3种——点在圆上、点在圆内、点在圆外。
比如D点,它在圆内,那么它与圆上的动点E有一个距离,这个距离有很多值,其中最大和最小是我们经常讨论的。
直线跟圆的关系也有三种,直线与圆相切、直线与圆相交、直线与圆相离。
比如,当直线l与圆相离,那么圆上的动点到直线的距离有很多值,其中最大与最小值我们经常讨论的。
其实这背后还有2个隐藏内容——直径是圆内最长的弦+两点之间线段最短。
正是结合这两个内容,我们才延伸出关于隐圆最值问题的解法。
通常是:
题目中有动点,因动点产生一条特殊线段;线段的一端在一个隐藏的圆上或线段跟隐圆有位置关系;找到这个圆,结合点或线跟圆的位置关系,求最值。举个例子,看下面这道题。
N是动点,由于N形成的折叠关系,有了A'C这条特殊线段;M是定点,AM是定长,这里有一个圆;把圆做出来,A'C的最小值就明了了,剩下的便是求解。看,只要你理解了上面所说的位置关系和最值,这种题目理解起来就不难。
其关键是找到那个隐藏的圆。
当隐藏的圆被找到,线段线段最值就很明显了。
如何找呢?
其实还是根据圆的定义和性质。
下面我们一一来说一下。
1 圆的定义
圆是什么?
是一个集合。
到定点(圆心)距离等于定长(直径)的点的集合。
记住,点的集合。
那么在几何题目中,你看到定长、定点、有动点让一些点聚集,就应该敏锐地捕捉到:这里就有圆。
这就是根据圆的定义来找圆——这种形式的题目其实还蛮多的。
看下图中的第七第八题。
第七题,定点是F,定长是CF。动点E的移动,使得P点的位置不太确定,但这里有定点和定长,P点的轨迹就是那个隐藏的圆。
圆做出来,答案也出来了。
第八题,定点是C,定长是CG的长。由于旋转,G点的运动轨迹是一个圆。
圆找到了,A点就相当于圆外一点,它与圆上的点之间距离的最大、最小值很好判断。
2 圆的性质——直径对直角。
直径所对的圆周角是90度——这一条是我们学圆时必须烂熟于心的。
当你看到最值问题,又看到题目中有一个“永恒”的直角、这个直角对着一条定直线——
不用怀疑,这里有一个圆,这个圆是直角顶点的集合。
这时候你就尝试以定直线为直径作圆,让隐圆现身,题目就明朗了。
比如下面这两道题。
第十一题,无论动点如何动,AE都垂直于BF,垂点会变,AB这条定直线不变。那么我们以AB为直径作圆,然后PC的最小值就转化成圆外一点与圆上点距的最小值。
第十二题,AM垂直于DM,这个角总是等于90度。它对着的定直线AD,就可以作为直径。
依旧是圆做出来,最值就转化成圆外一点与圆上点距离的最小值。
这种题型,需要你找到直角,有时候直角并不明朗。
但大考时题目的图都很标准,是不是直角,一看便知,虽没有标明,图也给了提示。
3 圆的性质——四点共圆
利用的性质:
内接四边形对角互补。共边,且同侧有2个相等的角。这都跟圆周角有关(可回头去复习相关章节)。
如果一个四边形对角互补,你要考虑它有一个外接圆。
比如矩形的四个顶点就在以对角线为直径的圆上(矩形是特殊四边形,非特殊四边形也符合这个规律)。
四个点有一条公共边,在同侧有2个相等的角——利用圆周角性质,这四个点也共圆。
这两种情形不是很容易想到,现在你知道了,就去留意一下。
下面举个例子。
第十四题,属于直径对直角,也属于共线在同一侧有相同的两个角——ABCE共圆。我们作出外接圆,然后再分析。
这种比例的值一般都通过相似三角形,我们可以构造相似,通过转化,把DE/AD的最大值转化为EH/AC的最大值。
AC固定,EH最大便可——EHO是一条半径时最大(圆内最长的弦是直径)。
第十五题,两个直角,对角互补——BEFC共圆。作出外接圆,利用圆的圆周角性质,可以很快计算BC边长。
好,三种情况就介绍完了。
一类关于隐圆的最值问题,关键是找到隐藏的圆。
隐藏的圆通常可以通过三种方式来找:
圆的定义,定点、定长;圆的性质,定直线对直角;圆的性质,四点共线。在初中阶段掌握这些就够了。
它们通常在填空题里出现,只要找到隐圆就能实现秒杀。
有时候也会出现在大题中,作为其中一问,那时候的关键也是找到圆。
到高中还有隐圆的问题,只是到时候课标的要求不同了,找圆的方式也会更多。
今天就到这里,谢谢阅读,本文结束。
来源:宝妈丽丽在修行一点号