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专题 34 最值模型之阿氏圆模型
最值问题在中考数学常以压轴题的形式考查,“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,主要考查转化与化
归等的数学思想。在各类考试中都以高档题为主,中考说明中曾多处涉及。本专题就最值模型中的阿氏圆
问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
.........................................................................................................................................................................................1
模型1.阿氏圆模型...........................................................................................................................................1
..................................................................................................................................................12
模型1.阿氏圆模型
动点到两定点距离之比为定值(即:平面上两点A、B,动点P满足 PA/PB=k(k为常数,且
k≠1)),那么动点的轨迹就是圆,因这个结论最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现的,故称这个圆称为
阿波罗尼斯圆,简称为阿氏圆。
P
A B O
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如图 1 所示,⊙O的半径为 r,点 A、B都在⊙O 外,P为⊙O上一动点,已知r=k·OB(即 ),
连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?最小值是多少呢?
如图2,在线段OB上截取OC使OC=k·r(即 ),∵ ,∴ ,
∵∠POC=∠BOP,∴△POC∽△BOP,∴ ,即k·PB=PC。
故本题求“PA+k·PB”的最小值可以转化为 “PA+PC”的最小值。
其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C三点共线时,“PA+PC”值最小,如图3所示。
阿氏圆求最值的本质就是通过构造母子相似,化去比例系数,转化为两定一动将军饮马型求最值,难点在
于如何构造母子相似。
阿氏圆最值问题常见考法:点在圆外:向内取点(系数小于1);点在圆内:向外取点(系数大于1);一
内一外:提系数;隐圆型阿氏圆等。
注意区分胡不归模型和阿氏圆模型:在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“k·PA+PB”最值问题,其中
P点轨迹是直线,而当P点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.
例1.(2024·安徽合肥·二模)在 中, ,点D是平面上一点,且 ,
连接 ,则下列说法正确的是( )
A. 长度的最大值是9 B. 的最小值是
C. D. 面积的最大值是40
例2.(2024·广东·模拟预测)如图,已知正方ABCD的边长为6,圆B的半径为3,点P是圆B上的一个
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动点,则 的最大值为_______.
A D
P
B C
例3.(2023·北京·九年级专题练习)如图,边长为4的正方形,内切圆记为⊙O,P是⊙O上一动点,则
PA+PB的最小值为________.
例4.(2024·江苏·无锡市九年级期中)如图,⊙O与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N,⊙O半
径为3,点A(0,1),点B(2,0),点P在弧MN上移动,连接PA,PB,则3PA+PB的最小值为 ___.
例5.(2024·山东·模拟预测)如图,在 中, , , , 在以 为圆
心3为半径的圆上,则 的最小值为 .
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例6.(2024·广东·模拟预测)如图,在 中, , , , 、 分别是边
、 上的两个动点,且 , 是 的中点,连接 , ,则 的最小值为 .
例7.(2024·福建·校考一模)如图,在边长为6的正方形 中,M为 上一点,且 ,N为边
上一动点.连接 ,将 沿 翻折得到 ,点P与点B对应,连接 ,则
的最小值为 .
例8.(2024·广东·校考二模)(1)初步研究:如图1,在 PAB中,已知PA=2,AB=4,Q为AB上一点
且AQ=1,证明:PB=2PQ;(2)结论运用:如图2,已知正△方形ABCD的边长为4,⊙A的半径为2,点P
是⊙A上的一个动点,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推广:如图3,已知菱形ABCD的边长为4,
∠A=60°,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC−PB的最大值.
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例9.(2023·山东烟台·统考中考真题)如图,抛物线 与 轴交于 两点,与 轴交于点
.抛物线的对称轴 与经过点 的直线 交于点 ,与 轴交于点 .
(1)求直线 及抛物线的表达式;(2)在抛物线上是否存在点 ,使得 是以 为直角边的直角三
角形?若存在,求出所有点 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)以点 为圆心,画半径为2的圆,点
为 上一个动点,请求出 的最小值.
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1.(2024·安徽六安·模拟预测)如图,在矩形 中,已知 , ,E为 边上一动点,将
沿 翻折到 的位置,点A与点F重合,连接 ,则 的最小值为( )
A. B. C.4 D.
2.(2024年广东深圳中考模拟试题)如图,矩形 中 , ,点 是矩形 内部一个
动点,且 ,连接 ,则 三分之二 的最小值为( )
A. B. C. D.
3.(2024·安徽六安·模拟预测)如图,在矩形 中,已知 , ,E为 边上一动点,将
沿 翻折到 的位置,点A与点F重合,连接 ,则 的最小值为( )
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A. B. C.4 D.
4.(2024·山东泰安·二模)如图,在 中, , , ,以 为圆心, 为
半径作 , 为 上一动点,连接 、 ,则 的最小值为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(2024·陕西西安·模拟预测)如图,在矩形 中, ,点P为边 的中点,点E在
边 上,连接 ,点F为 上的动点,则 的最小值为 .
6.(2024·安徽合肥·模拟预测)如图所示,正方形 边长为8, 为 中点, 为 上的动点,
为 上的点,且 ,连接 ,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
7.(2024·江苏镇江·二模)如图,边长为2的正方形 中,E、F分别为 上的动点,
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,连接 交于点P,则 的最小值为 .
8.(2024·浙江温州·模拟预测)如图,在正方形 中,点 , 分别在边 , 上(不与顶点重
合),且满足 ,连接 , 交于点 . , 分别是边 , 的中点,连结接 , .
若正方形的边长为 ,则 的最小值为 .
9.(2024·广西·一模)图所示,在半径为 6 的扇形 ABC 中, ∠BAC=60° ,点 D ,E 分别在半径
AB,AC 上,且BD=CE=2,点F 是弧BC 上的动点,连接DF,EF,则DF+ EF 的最小值为
.
10.(23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习)如图正方形 的边长是4, 的半径是2,点E是 上
一动点,连接 , .则 的最小值= .
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11.(2024九年级·广东·专题练习)如图,在 中, , 的半径为2,D是
上一动点,点E在 上, ,连接 ,则 的最小值
12.(2024·四川·校考一模)如图, 为 的直径, ,点C与点D在 的同侧,且 ,
, , ,点P是 上的一动点,则 的最小值为 .
13.(23-24九年级上·江苏盐城·期末)已知:等腰 中, , , 是 上
一点,以 为圆心的半圆与 、 均相切, 为半圆上一动点,连 、 ,如图,则 的最
小值是 .
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14.(2024·江苏镇江·二模)如图,边长为2的正方形 中,E、F分别为 上的动点,
,连接 交于点P,则 的最小值为 .
15.(2024·江苏·校考二模)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,BC=12,AC=9,以点C为圆心,6为半径
的圆上有一个动点D.连接AD、BD、CD,则2AD+3BD的最小值是 .
16.(23-24九年级上·江苏南京·期末)如图,在 中, , , ,D、E分
别是边 、 上的两个动点,且 ,P是 的中点,连接 , ,则 的最小值为 .
17.(2024·江苏·无锡市九年级阶段练习)问题提出:如图①,在 中, , ,
,⊙C的半径为2,P为圆上一动点,连接AP、BP,求 的最小值.
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(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图①,连接CP,在CB上取一点D,使
,则 .又 ,所以 ∽ .所以 .
所以 ,所以 .
请你完成余下的思考,并直接写出答案: 的最小值为________;
(2)自主探索:在“问题提出”的条件不变的前提下,求 的最小值;
(3)拓展延伸:如图②,已知在扇形COD中, , , , ,P是 上一点,
求 的最小值.
18.(2023春·江苏宿迁·九年级校考开学考试)
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【问题呈现】如图1,∠AOB=90°, OA=4,OB=5,点P在半径为2的⊙O上,求 的最小值.
【问题解决】小明是这样做的:如图2,在OA上取一点C使得OC=1,这样可得 ,又因为
∠COP=∠POA,所以可得△COP ∽△POA,所以 ,得 所以 .
又因为 ,所以 最小值为 .
【思路点拨】小明通过构造相似形(图3),将 转化成CP,再利用“两点之间线段”最短”求出
CP+ BP的最小值.
【尝试应用】如图4,∠AOB=60°, OA=10,OB=9,点P是半径为6的⊙O上一动点,求 最小
值.
【能力提升】如图5,∠ABC=120°, BA= BC=8,点D为平面内一点且BD= 3CD,连接AD,则△ABD面
积的最大值为 .
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19.(2023·江苏连云港·统考一模)如图1,平面内有一点 到 的三个顶点的距离分别为 、 、
,若有 ,则称点 为 关于点 的勾股点.
(1)如图2,在 的网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B、C、D、E均在小正方形的格点上,则
点 是 关于点______的勾股点;若点 在格点上,且点 是 关于点 的勾股点,请在方格纸
中画出 ;(2)如图3,菱形 中, 与 交于点 ,点 是平面内一点,且点 是 关于
点 的勾股点.①求证: ;②若 , ,则 的最大值为______(直接写出结果);
③若 , ,且 是以 为底的等腰三角形,求 的长.
(3)如图4,矩形 中, , , 是矩形 内一点,且点 是 关于点 的勾股点,
那么 的最小值为______(直接写出结果).
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20.(23-24九年级上·重庆·阶段练习)如图,在 中, , 交 于点 , 为
线段 上一动点,连接 .(1)如图1,连接 ,若 是 的角平分线且 时,求
的度数.(2)如图2,将线段 绕点 按逆时针方向旋转 ,得到线段 ,连接 交线段
于点 ,连接 ,若点 为线段 的中点,求证: .(3)如图3,在(2)的基础上,
若 ,将 绕点 顺时针旋转 角度 ,旋转后 对应 ,点
对应的点为 ,连接 , , .旋转过程中,当线段 与线段 存在交点 且
时,记 ;当 取得最小值时,记为 .请直接
写出 的值.
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