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专题 08 圆中的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
..................................................................................................................................................13
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
【答案】B【分析】本题考查了相似三角形判定与性质、勾股定理、点和圆的位置关系等知识,牢记相关性质是解题
关键,根据点和圆的位置关系直接判断A、C、D,根据相似三角形判定与性质及勾股定理、两点之间线段
最短判断B即可.
【详解】解:A、 ,点D是平面上一点,且 ,
点A、C、D在同一直线上且D在 延长线上时, 长度的最大值是 ,故本选项不符合题意;
B、在 上取点E,使 ,连接 ,
当B、D、E共线时 最小,
此时, ,故本选项符合题意;
C、 点D是平面上一点,且 , 点在以点C为圆心,4为半径的圆上,
随着点D 的变化而变化,故本选项不符合题意;
D、 点在以点C为圆心,4为半径的圆上,
如下图,当 所在直线垂直于 时, 面积的最大,
在 中, , ,
, , ,
, 面积的最大值是44,故本选项不符合题意;故选:B.
例2.(2024·四川成都·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
一个动点,则 的最大值为_______.【答案】
【分析】如图,连接 ,在 上取一点 ,使得 ,进而证明 ,则在点P运动的
任意时刻,均有PM= ,从而将问题转化为求PD-PM的最大值.连接PD,在△PDM中,PD-PM<
DM,故当D、M、P共线时,PD-PM=DM为最大值,勾股定理即可求得 .
【详解】如图,连接 ,在 上取一点 ,使得 ,
,
在△PDM中,PD-PM<DM,当D、M、P共线时,PD-PM=DM为最大值,
四边形 是正方形在 中, 故答案为: .
【点睛】本题考查了圆的性质,相似三角形的性质与判定,勾股定理,构造 是解题的关键.
例3.(2024·四川成都·九年级校考期中)如图所示,在△ABC中,∠B=90°,BA=BC=2,以B为圆心
作圆B与AC相切,点P是圆B上任一动点,连接PA、PC,则 PA+PC的最小值为 .
【答案】
【分析】作BH⊥AC于H,取BC的中点D,连接PD,PB,AD,如图,根据切线的性质得BH为⊙B的半
径,再根据等腰直角三角形的性质得到BH= AC= ,接着证明△BPD∽△BCP得到PD= PC,所
以PA+ PC=PA+PD,而PA+PD≥AD(当且仅当A、P、D共线时取等号),从而计算出AD得到PA+
PC的最小值,乘以 可得结论.
【详解】解:过B作BH⊥AC于H,取BC的中点D,连接PD,PB,AD,∵AC为切线,∴BH为⊙B的半径,
∵∠B=90°,AB=CB=2,∴AC= BA=2 ,∴BH= AC= ,∴BP= ,
∴ , ,∴ ,而∠PBD=∠CBP,∴△BPD∽△BCP,
∴ ,∴PD= PC,∴PA+ PC=PA+PD,
而PA+PD≥AD(当且仅当A、P、D共线时且P在AD之间时取等号),
而AD= = ,∴PA+PD的最小值为 ,即PA+ PC的最小值为 ,
则 PA+PC的最小值 .故答案为: .
【点睛】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.解决问题的关键是利用相似比确定线
段之间的关系.同时也考查了等腰直角三角形的性质.
例4.(23-24九年级下·江苏泰州·阶段练习)如图, 的半径为 , , , ,
点 为圆上任意一点,连接 ,则 最小值为 .
【答案】
【分析】如图所示,延长 到E,使得 ,过点E作 交 延长线于F,连接 ,
证明 得到 ,则当 三点共线时, 最小,即 最小,最小
值为 的长;求出 ,进而求出 , ,则,又勾股定理可得 ,则 的最小值为 .
【详解】解:如图所示,延长 到E,使得 ,过点E作 交 延长线于F,连接
,
∵ ,∴ ,∵ 的半径为 ,∴ ,∴ ,
又∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,
∴ ,∴当 三点共线时, 最小,即 最小,最小值为 的
长,
∵ ,∴ ,∴ ,
∴ ,∴ ,∴ ,
∴ 的最小值为 ,故答案为: .
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质与判定,勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,圆的基本
性质等等,正确作出辅助线构造相似三角形把求 的最值问题转换成求 的最值问题是解
题的关键.
例5.(2024·福建·九年级校考期中)如图,正方形 边长为 4, 是 的中点, 在 上,
的最大值是 , 的最小值是 .【解答】解:(1)如图,连接 , ,交于点 ,连接 , , ,
四边形 是正方形, , , , , ,
, , , ,
, ,
当 、 、 在一条直线上时, , .
(2)延长CD至点H,使CH=2CD 显然 ,由(1)可知
∴ 由勾股定理可得, ,故 .
例6.(2024·安徽芜湖·二模)如图,正方形 边长为4,点 分别在边 上,且满足
交于 点, 分别是 的中点,则 的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】C【分析】由 可得 ,从而由角的关系可知 ,故
点 在以 为直径的半圆 上移动,如图2,连 ,在 上截取 ,连 ,
得 ,从而得 的最小值为线段 的长度,如图3,作 ,垂
足为 ,求出 ,则 的最小值为 .
【详解】解:∵四边形 是正方形,∴
又 ∴ ,∴
又 ∴ ∴ 即 ,
∴点 在以 为直径的半圆 上移动,如图,连 ,在 上截取 ,连 ,
∵正方形 边长为4,∴
又 , ∴ ,
,而 的最小值为线段 的长度,
如图,作 ,垂足为 ,则四边形 是正方形,
∴ ∴ ∴ ,
∴ 的最小值为 .故选:C
【点睛】本题主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理
等知识,解决本题的关键是证明 ,而 的最小值为线段 的长度,由勾股定理求出 .
A2,0 B0,2 C5,2 D4,4
例7.(2024·江苏·九年级阶段练习如图,在平面直角坐标系中, 、 、 、 ,
APB135 2PD4PC
点P在第一象限,且 ,则 的最小值为 .
【答案】6 10
2
【分析】取一点T ,0 ,以O为圆心, 为半径作圆,与 交于点F,连接 ,首先利
2 OT OD PF,PC,FC
用 四 点 共 圆 证 明 OP2, 再 利 用 相 似 三 角 形 的 性 质 证 明 2PD4PF, 推 出
2PD4PC 4PF4PC 4PFPC ,根据PF+PCFC,利用两点之间的距离公式,即可求出
FC
的
最小值,即可得.
2
【详解】解:如图所示,取一点T ,0 ,以 O 为圆心, 为半径作圆,与 交于点 F,连接
2 OT OD
PF,PC,FC,
∵A2,0 、B0,2 ,D4,4
,∴OAOB2,OD 4242 4 2,
以O为圆心,OA为半径作O,在优弧AB上取一点Q,连接QB,QA,
1
∵Q AOB45, ,∴ ,
2 APB135 QAPB45135180
2
∴A,P,B,Q四点共圆,∴ ,∵ ,OF , ,
OPOA2 OP2 2 OD4 2
OP OD
∴ ,∴ ,∵ ,∴ ,
OP2 OFOD OF OP POF POD △POF∽△DOPPF OF 2
∴ ,∴ ,∴
2PD4PC 4PF4PC
4PFPC,
PD OP 4 2PD4PF
2 1 1
过点F作
FGOA
于点G,∵ D4,4,OF
2
,∴
DOG45
∴点F的坐标为
2
,
2
,
1 2 1 2 3 10
∵ C5,2 ,∴FC
5
2
2
2
2
∵PF+PCFC,即 2PD4PC 4PFPC4FC 6 10 ,∴ 2PD4PC的最小值是6 10
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.
【答案】(1)见解析;(2)10;(3)
【分析】(1)证明 PAQ∽ BAP,根据相似三角形的性质即可证明PB=2PQ;
(2)在AB上取一点△Q,使得△AQ=1,由(1)得PB=2PQ,推出当点C、P、Q三点共线时,PC+PQ的值
最小,再利用勾股定理即可求得2PC+PB的最小值;(3)作出如图的辅助线,同(2)法推出当点P在
CQ交⊙A的点P′时,PC−PQ的值最大,再利用勾股定理即可求得2PC−PB的最大值.
【详解】解:(1)证明:∵PA=2,AB=4,AQ=1,∴PA2=AQAB=4.∴ .
⋅
又∵∠A=∠A,∴ PAQ∽ BAP.∴ .∴PB=2PQ;
△ △
(2)如图,在AB上取一点Q,使得AQ=1,连接AP,PQ,CQ.
∴AP=2,AB=4,AQ=1.由(1)得PB=2PQ,∴2PC+PB=2PC+2PQ=2(PC+PQ).
∵PC+PQ≥QC,∴当点C、P、Q三点共线时,PC+PQ的值最小.
∵QC= =5,∴2PC+PB=2(PC+PQ)≥10.∴2PC+PB的最小值为10.(3)如图,在AB上取一点Q,使得AQ=1,连接AP,PQ,CQ,延长CQ交⊙A于点P′,过点C作CH垂
直AB的延长线于点H.易得AP=2,AB=4,AQ=1.
由(1)得PB=2PQ,∴2PC−PB=2PC−2PQ=2(PC−PQ) ,
∵PC−PQ≤QC,∴当点P在CQ交⊙A的点P′时,PC−PQ的值最大.
∵QC= = ,∴2PC−PB=2(PC−PQ)≤2 .∴2PC−PB的最大值为2 .
【点睛】本题考查了圆有关的性质,正方形的性质,菱形的性质,相似三角形的判定和性质、两点之间线
段最短等知识,解题的关键是学会构建相似三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,把问题转化为
两点之间线段最短解决.
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.
【答案】(1)直线 的解析式为 ;抛物线解析式为(2)存在,点M的坐标为 或 或 (3)
【分析】(1)根据对称轴 , ,得到点A及B的坐标,再利用待定系数法求解析式即可;
(2)先求出点D的坐标,再分两种情况:①当 时,求出直线 的解析式为 ,解
方程组 ,即可得到点M的坐标;②当 时,求出直线 的解析式为 ,
解方程组 ,即可得到点M的坐标;(3)在 上取点 ,使 ,连接 ,证得
,又 ,得到 ,推出 ,进而得到当点C、P、F三点共线时,
的值最小,即为线段 的长,利用勾股定理求出 即可.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴 , ,∴ ,
将 代入直线 ,得 ,解得 ,∴直线 的解析式为 ;
将 代入 ,得 ,解得 ,
∴抛物线的解析式为 ;
(2)存在点 ,∵直线 的解析式为 ,抛物线对称轴 与 轴交于点 .
∴当 时, ,∴ ,
①当 时,设直线 的解析式为 ,将点A坐标代入,
得 ,解得 ,∴直线 的解析式为 ,
解方程组 ,得 或 ,∴点M的坐标为 ;
②当 时,设直线 的解析式为 ,将 代入,得 ,解得 ,∴直线 的解析式为 ,
解方程组 ,解得 或 ,∴点M的坐标为 或
综上,点M的坐标为 或 或 ;
(3)如图,在 上取点 ,使 ,连接 ,
∵ ,∴ ,∵ ,、∴ ,
又∵ ,∴ ,∴ ,即 ,
∴ ,∴当点C、P、F三点共线时, 的值最小,即为线段 的长,
∵ ,∴ ,∴ 的最小值为 .
【点睛】此题是一次函数,二次函数及圆的综合题,掌握待定系数法求函数解析式,直角三角形的性质,
勾股定理,相似三角形的判定和性质,求两图象的交点坐标,正确掌握各知识点是解题的关键.1.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图,在 中, , , ,以 为圆
心,4为半径作圆 ,交两边于点C,D,P为劣弧CD上一动点,则 最小值为( ).
A.13 B. C. D.
【答案】B
【分析】当 在一条直线时值最小,连接 ,取 的中点E,证明 ,求出 即可
解得.
【详解】解:连接 ,取 的中点E,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
当 在一条直线时值最小,
,
∴ 最小值为 ,
故选:B.【点睛】此题考查了三角形相似、勾股定理、圆的性质,解题的关键是构造相似三角形.
2.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)如图,在 中, , , , 、
分别是边 上的动点,连接 ,过点 作 交 于点 ,垂足为 ,连接 ,则
的最小值是( )
A. B. C. D.3
【答案】A
【分析】本题主要考查以直角三角形为背景的两条线段和最小问题,首先由 , ,发现
G在以 为直径的圆上运动,再通过构造直角三角形将 转化为 ,将所求问题转化为常规两条
线段和最小问题来解决.
【详解】解:∵ ,
∴ ,
∴点G在以 为直径的圆上运动,
过B作 ,作 于H,∵ ,
在 中, ,
∴ ,
∴ ,
∴当G、F、H共线时, 最小,
∴过O作 于M,
在 中, ,
∴ ,
∴ ,
作 于K,得 ,
∴ ,
∴四边形 是矩形,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴
∴ 最小值为 ,
∴ 最小值为 .故选:A.
3.(23-24九年级上·江苏苏州·期末)如图,四边形 内接于 , 为 的直径, ,
,D为弧 的中点,M是弦 上任意一点(不与端点A、C重合),连接 ,则
的最小值是( )
A. B. C. D.4
【答案】A
【分析】过点 作 于 ,过点 作 于 ,连接 ,根据圆周角定理可证
,则 ,故 ,从而 的最小值为 的长,
再利用三角函数计算即可.
【详解】解:过点 作 于 ,过点 作 于 ,连接 ,
为 的直径,
,
,
,
,
,
,
,的最小值为 的长,
为弧 的中点,
,
在 中, ,
,
的最小值为 ,
故选:A.
【点睛】本题主要考查了圆心角、弧、弦的关系,圆周角定理,特殊角的三角函数,垂线段最短等知识,
将 的最小值转化为 的长是解题的关键.
3.(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 .
【答案】
【分析】本题考查了切线的性质、等腰直角三角形的性质、相似三角形的判定与性质.设半圆与 、
的切点为 、 ,取 的中点 ,连接 、 ,根据已知条件证明 ,得 ,当
且仅当 、 、 三点共线时, 取得最小值,进而求解.
【详解】解:设半圆与 、 的切点为 、 ,
连接 、 、 、 ,则 , , ,
所以 平分 ,
, ,,
,
,
取 的中点 ,连接 、 ,
则 ,
, ,
在 和 中, , ,
,
,
,
,
当且仅当 、 、 三点共线时,
取得最小值, 最小值为 .
故答案为: .
5.(24-25九年级上·江苏连云港·阶段练习)如图, , , , 为 上的一段弧,
且 ,分别在 、线段 和 上选取点 , , ,则 的最小值为 .【答案】
【分析】如图,连接 ,作点P关于 的对称点M,作点P关于 的对称点N,连接 交
于E,交 于F,此时 的周长 ,,求出 的最小值即可解
决问题.
【详解】解:如图,连接 ,作点P关于 的对称点M,作点P关于 的对称点N,连接 交
于E,交 于F,
此时 的周长 ,
∴当 的值最小时, 的值最小,
,
,
,
∴当 的值最小时, 的值最小,取 的中点J,连接 .
,
,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
是等边三角形,
,
,
,
,
,
∵当点P在直线 上时, 的值最小,最小值为 ,
的最小值为 .
故答案为: .
【点睛】本题考查圆周角定理,垂径定理,轴对称−最短问题、勾股定理、等边三角形的判定和性质等知
识,解题的关键是学会利用轴对称解决最短问题,属于中考填空题中的压轴题.
6.(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 .【答案】2
【分析】证明 ,则 , ,如图,记
的中点为 ,则 在以 为圆心, 为直径的圆上,如图,连接 ,由勾股定理得, ,
如图,在 上取点 使 ,则 ,连接 , ,证明 ,则 ,
即 ,由 ,可得当 三点共线时, 的值最小,为 ,如
图,作 于 ,则 , , ,则 ,即
,可得 ,即 ,由勾股定理得, ,根据 ,计算求解即
可.
【详解】解:∵正方形 ,
∴ , ,
又∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
如图,记 的中点为 ,则 在以 为圆心, 为直径的圆上,如图,连接 ,
由勾股定理得, ,
如图,在 上取点 使 ,则 ,连接 , ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,即 ,
∴ ,
∴当 三点共线时, 的值最小,为 ,
如图,作 于 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,即 ,
解得 ,
∴ ,
由勾股定理得, ,
由勾股定理得, ,
故答案为:2.【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理, 圆周角所对的弦为直径,
相似三角形的判定与性质,正弦等知识.熟练掌握正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,
圆周角所对的弦为直径,相似三角形的判定与性质,正弦是解题的关键.
7.(23-24九年级下·江苏苏州·阶段练习)如图,在ΔABC中, , , ,以点
为圆心,6为半径的圆上有一个动点 .连接 、 、 ,则 的最小值是 .
【答案】
【分析】在CA上截取CM,使得CM=4,连接DM,BM.利用相似三角形的性质证明DM= AD,推出
AD+BD=DM+BD≥BM,利用勾股定理求出BM即可解决问题.
【详解】解:在CA上截取CM,使得CM=4,连接DM,BM.
∵CD=6,CM=4,CA=9,
∴ ,
∴ ,
∵∠DCM=∠ACD,
∴△DCM∽△ACD,
∴ ,
∴DM= AD,∴ AD+BD=DM+BD,
∵DM+BD≥BM,
在Rt CBM中,∵∠CMB=90°,CM=4,BC=12,
△
∴BM= ,
∴ AD+BD≥ ,
∴ AD+BD的最小值为 .
故答案为 .
【点睛】本题考查相似三角形的判定和性质,两点之间线段最短,勾股定理等知识,解题的关键是学会添
加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
8.(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 .
【答案】
【分析】如下图,在CA上取一点E,使得CE=4,先证△DCE∽△ACD,将 转化为DE,从而求得
的最小距离,进而得出2AD+3BD的最小值.
【详解】如下图,在CA上取一点E,使得CE=4
∵AC=9,CD=6,CE=4∴
∵∠ECD=∠ACD
∴△DCE∽△ACD
∴
∴ED=
在△EDB中,ED+DB≥EB
∴ED+DB最小为EB,即ED+DB=EB
∴
在Rt ECB中,EB=
△
∴
∴2AD+3DB=
故答案为: .
【点睛】本题考查求最值问题,解题关键是构造出△DCE∽△ACD.
9.(2024·江苏苏州·模拟预测)如图,在 中, , , ,以点 为圆心,6
为半径的圆上有一动点 ,连接 、 、 ,则 的最小值是
【答案】
【分析】本题考查求最值问题,在 上取一点 ,使得 ,先证 ,将 转化为 ,从而求得 的最小值.解题关键是构造出 由性质转换等量关系.
【详解】解:如图,在 上取一点 ,使得 ,
∵ , ,
∴
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
在 中, ,
∴ 最小值为 的长度,
∴ 的最小值等于 的长度,
在 中, ,
∴ 的最小值 .
故答案为: .
10.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)如图,在 中, , , ,D、E分
别是边BC、AC上的两个动点,且 ,P是DE的中点,连接PA,PB,则 的最小值为
.【答案】
【分析】在BC上截取CF= ,连接PF,CP,AF.通过证明△ACP∽△PCF,可得 ,则PA +PB
=PA+PF,当点A点P,点F共线时.PA+ PB的最小值为AF,由勾股定理可求解.
【详解】解:如图:在BC上截取CF= ,连接PF,CP,AF.
∵DE=8,P是DE的中点,
∴CP= DE=4
∵ , ,
∵ , ;
∴ ,且∠FCP=∠BCP
∴△PCF∽△BCP,
∴ ,∴PF= BP,
∵PA+ PB=PA+PF,
当点A、点P、点F共线时,PA+ PB的最小值为AF
∴AF= = = .
故答案为: .
【点睛】本题考查了相似三角形的性质和判定,勾股定理,添加恰当的辅助线是解答本题的关键.
11.(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 .
【答案】
【分析】如图,在CB 上取一点F,使得 ,连接 , ,利用相似三角形的性质证明 ,
根据 ,利用勾股定理求出 即可解决问题.
【详解】解:如图,在 上取一点F,使得 ,连接 , ,
∵ , , ,
∴ ,∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ 的最小值为 ,
故答案为 .
【点睛】本题考查阿氏圆问题,勾股定理,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用
辅助线,构造相似三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题.
12.(23-24九年级上·江苏南京·期末)在 中,∠AOB=90°,OA=8,OB=10,以O为圆心,4为
半径作圆O,交两边于点C,D,P为劣弧CD上一动点,则 最小值为 .
【答案】
【分析】如图所示,连接OP,取OC中点为M,连接PM,BM,证明 ,得到,则 ,即可推出 ,故当点B、P、M三点共线时,
最小值为BM,由此求解即可.
【详解】解:如图所示,连接OP,取OC中点为M,连接PM,BM,
∵圆O半径为4,点P为劣弧CD上一动点,
∴OC=OP=4,
又∵点M为OC中点,
∴ ,
∵ ,∠MOP=∠POA,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
当点B、P、M三点共线时, 最小值为BM,
∵∠AOB=90°,
∴ ,
又OM=2,OB=10,
∴ ,
∴ 最小值为 ,故答案为: .
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质与判定,勾股定理,圆的基本性质,正确作出辅助线是解题的
关键.
13.(23-24九年级下·江苏盐城·阶段练习)如图,在 中, , , ,点
为 内一动点,且满足 ,则 的最小值为 .
【答案】
【分析】
本题考查阿氏圆问题,相似三角形的判定和性质等知识,如图,在 上取一点 ,使得 ,连接 ,
.证明 ,推出 ,可得 ,推出 ,求
出 即可得到结论,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题.
【详解】
解:在 上取一点 ,使得 ,连接 , ,如图所示:
, , ,,
,
,
,
,
,
,
在 中, , ,
,
,
的最小值为 ,
故答案为: .
14.(23-24九年级上·江苏宿迁·期末)问题提出:如图①,在 中, , , ,
的半径为 , 为圆上一动点,连接 ,求 的最小值.
(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 ,在 上取一点 ,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, , , , , 是 上一点,
求 的最小值.
【答案】(1) (2) (3)
【分析】(1)利用勾股定理即可求得本题答案;(2)连接 ,在 上取点 ,使 ,则有
,可证 ,得到 ,即 ,从而 的最小值
为 ;
(3)延长 到点 ,使 ,连接 ,可证 ,得到 ,得到
,当 三点共线时,得到最小值.
【详解】(1)解:如图连接 ,∵ ,要使 最小,
∴当 最小,当点 在同一条直线时, 最小,∴ 的最小值为 ,
在 中, , ,∴ ,
∴ 的最小值为 ,故答案为: ;(2)解:如图连接 ,在 上取点 ,使 ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,
∴ 的最小值为 ,故答案为: ;
(3)解:如图延长 到点 ,使 ,
∴ ,连接 ,∵ , ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,∴ ,
∴当 三点共线时,取得最小值: ,故答案为: .
【点睛】本题考查勾股定理,相似三角形判定及性质,最值得确定.
15.(2023·江苏盐城·模拟预测)如图,点P在y轴上, 交x轴于A,B两点,连接 并延长交 于
C,过点C的直线 交x轴于D,交y轴于点E,且 的半径为 , .
(1)写出点B,P,C的坐标;(2)求证: 是 的切线;(3) 上有一动点M,求 的最小值.
【答案】(1) (2)见解析(3)
【分析】(1)根据垂径定理求出B点坐标,根据勾股定理得出P点,根据全等或相似求出C点;
(2)只需证明 ,即 ,故证明 ,进而求得;
(3)在 上截取 ,进而证明 ,得出 ,进而根据三角形三边关系找出M
点使其最小.
【详解】(1)解:如图1,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
作 于H,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,∴ ;
(2)解:∵ 过 ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
在 中, ,
∴ ,
∴ ,
∴ 是 的切线;
(3)解:如图2,
由 得: ,
∴
在 上截取 ,
在 中, ,
∴ ,
∵ , ,
∴ ,
又 ,∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴当D、M.I共线时, 最小值为 ,
即 最小值为 ,
∵ ,
∴ 的最小值为 .
【点睛】本题考查了圆的有关性质及与圆有关的位置关系,相似三角形的判定和性质,三角形三边关系等
知识,解决问题的关键是 构造相似三角形.
16.(2024·江苏无锡·一模)如图,等边 中, ,点 在 上,从A向 运动,运动速度
为1cm/s;点 在 上,从 向 运动,运动速度是 ,两点同时出发,设运动时间为 ,当一点到达
终点时,另一点停止运动.连接 、 ,交点为 .
(1)若 ,求 的度数;
(2)在(1)的条件下,取 中点 , 为 上一动点,连接 、 ,则 的最小值为______;
(3)若 ,求 为何值时, 的值最小,并求出最小值是多少?
【答案】(1)
(2)(3) s, 的最小值为
【分析】本题主要考查了等边三角形的性质、三角形的外接圆、相似三角形的判定于性质、解直角三角形
等知识点,正确作出辅助线成为解题的关键
(1)根据运动速度相等可得 ,在根据等边三角形的性质可证 ,即
;然后运用角的和差即可解答;
(2)先说明 为定角,再作 的外接圆 ,链接 ,则 ,进而
得到 如图:作 于M,则 ,解直角三角形可得
;再通过轴对称和两点之间线段最短可得 在同一条直线上时, 有最小
值 ;再证明四边形 为矩形,运用矩形的性质以及勾股定理即可解答;
(3)如图:过A作 且使 ,作 于N,连接 ;证明
可得 ,进而得到当 共线时, 有 最小值;再证
求得 的长,进而求得 ,即可求得时间;然后再运用解直角三角形和勾股定理即可求得最小值
【详解】(1)解:由题意可得: ,
∵等边 中, ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ .
(2)解:由 为定角,则如图:作 的外接圆 ,连接 ,则
,∴ ,∴ ,∴
如图:作 于M,则 ,∴ ,
如图:作P关于 的对称点 ,连接 交 于T,∴ ,
如图:过 作 交 延长线于R,
由两点之间、线段最短可得: ,∴ ,
∴当 在同一条直线上时, 有最小值 ,
在 中, ,∴ ,∴ ,
∵ ,∴四边形 为矩形,
∴ ,∴ ,∴ ,
∵ ,∴ 的最小值为 .
(3)解:如图:过A作 且使 ,作 于N,连接 ,
由题知: ,即 ,∵ ,∴ ,
∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,即 ,由两点之间线段最短可得: ,即 ,
∴当 共线时, 有 最小值,
∵ ,∴ , ,
∴ , 2,
∴ , ,
∴ , 的值为 .∴当 的值为 时, 的最小值为 .