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重难点 04 隐圆模型(定义型、直角型、等弦对等角、
四点共圆)
题型解读|模型构建|真题强化训练|模拟通关试练
动点轨迹问题是中考和各类模拟考试的重要和难点题型,综合考查学生解析几何知识和思维能力。该
题型一般在填空题或解答题的其中一问出现,具有一定的难度,致使该考点成为学生在中考中失分的集中
点。掌握该压轴题型的基本图形,构建问题解决的一般思路,是中考专题复习的一个重要途径。本专题就
动点轨迹为圆弧型进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型01 定义型
考|向|预|测
点圆模型的定义型该题型主要以选择、填空形式出现,目前与综合性大题结合考试,作为其中一问,
难度系数不大,在各类考试中都以中档题为主。解这类问题的关键是结合圆的定义判定动点变化的特
点,结合圆和其它几何的相关知识点进行解题。
点A为定点,点B为动点,且AB长度固定,则点B的轨迹是以点A为圆心,AB长为半径的圆。
答|题|技|巧
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1. 根据题意判定动点的变化特性
2. 找准定点和定长(圆心和半径)
3. 结合圆、三角形、四边形的相关知识点进行解题,一般情况下会涉及最值问题
1.(2024·广西)如图,在△ABC中, , , ,点D在AC边上,且
,动点P在BC边上,将△PDC沿直线PD翻折,点C的对应点为E,则△AEB面积的最小值是(
)
A. B. C.2 D.
【答案】A
【详解】解:如下图所示,连接BD,作点C关于BD的对称点N,以点D为圆心,以DC为半径作 ,
过点D作DM⊥AB于M,交 于Q.
∵ , , ,DM⊥AB于M,∴∠AMD=∠ACB, .
∵∠MAD=∠CAB,AD=2,∴ ,DC=AC-AD=1.
∴ ,DQ=DC=1.∴ .∴ .
∵动点P在BC边上,△PDC沿直线PD翻折,点C的对应点为E,
∴DE=DC=DN.∴点E在 上移动.
∴当点E与点Q重合时,点E到AB的距离最短为QM.
∴△AEB面积的最小值为 .
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故选:A.
1.如图,在 中, , , ,点 是边 的中点,点 是边 上
的任意一点(点 不与点 重合),沿 翻折 使点 落在点 处,连接 ,则线段 的长取最
小值时, 、 两点间的距离为 .
【答案】
【详解】解:由题意得: ,
点 在以 为圆心, 为半径的圆上,作 ,连接 交 于点 ,此时 值最小,
, , ,解得: ,
点 是边 的中点, ;由勾股定理得: ,
, ,即线段 长的最小值是 ,
连接 ,过 作 于 , , , ,
, , ,
, .故答案为: .
2.如图,在矩形 中, , ,点E、F分别是边 上的动点,且 ,点G是
的中点,连结 ,则四边形 面积的最小值为( )
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A.142 B.96 C.192 D.124
【答案】A
【详解】解:连接 ,过B作 于H,以B为圆心, 为半径作圆,交 于 ,如图:
∵四边形 是矩形,∴ ,∵ ,点G是 的中点,∴ ,
∴G在以B为圆心,5为半径的弧上,当G运动到 时, 最小,此时四边形 面积最小,最小值
即为四边形 的面积,∵ ,∴ ,
∴ ,∴ ,∴ ,
∴ ,即四边形 面积的最小值是142.故选:A.
3.如图,在 中, ,E是直角边 的中点,F是直角边 上的一个动点,将 沿
所在直线折叠,得到 ,D是斜边 的中点,若 , ,则 的最小值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
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【分析】本题考查了折叠的性质、全等三角形的判定与性质、两点之间线段最短、三角形的中位线定理、
圆的定义,确定动点 的运动轨迹是解题的关键.根据折叠的性质可得 , ,结合
E是直角边 的中点,得到 ,由此可判断点 在以 为圆心, 为半径的
圆上运动,当 、 、 共线时,此时 的值最小,根据三角形中位线定理求出 ,即可求
出此时 的最小值.
【详解】解: 将 沿 所在直线折叠,得到 ,
,
,
E是直角边 的中点,
,
点 在以 为圆心, 为半径的圆上运动,如图所示,
,
当 、 、 共线时,即 与 重合时, 取得最小值,
又 ,
此时 的值最小,
D是斜边 的中点,
是 的中位线,
,
此时, ,
的最小值为4.
故选:C.
模型02 直角型
考|向|预|测
点圆问题中的直角模型该题型也主要以选择、填空的形式出现,一般较为靠后,有一定难度,该题型主
要考查对圆性质的的理解。实际题型中会结合直角三角形的相关知识点,对数形结合的讨论是解题的关键。
许多实际问题的讨论中需要我们将一些线段进行转化,即用与它相等的线段替代,从而转化成求固定图形
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问题。
一条定边所对的角始终为直角,则直角顶点轨迹是以定边为直径的圆或圆弧;
如图,若P为动点,AB为定值,∠APB=90°,则动点P是以AB为直径的圆或圆弧。
P
P P
A B
O
答|题|技|巧
1. 观察图形特点,找准直角顶点和定长(圆的直径);
2. 利用圆与直角三角形的相关知识点进行解题;
3. 涉及最值问题的图形要考虑线段的转化,熟练掌握共线问题、将军饮马问题、垂线段问题等
相关知识点;
4. 数形结合进行分析、解答
1.(2024·山东)如图,在正方形ABCD中, ,E为边AB上一点,F为边BC上一点.
连接DE和AF交于点G,连接BG.若 ,则BG的最小值为__________.
【答案】 .
【详解】解:∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABC-∠DAE,AD=AB,
∵AE=BF∴△DEA≌△AFB,
∴∠DAF+∠BAF=∠DAB=90°, ∠ADE+∠DAF=90°
∴∠DGA=90°∴点G在以AD为直径的圆上移动,连接OB,OG,如图:
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∴ 在Rt△AOB中,∠OAB=90°∴OB=
∵ ∴当且公当O,G,B三点共线时BG取得最小值.
∴BG的最小值为: .
1.如图,已知 中, , , ,点 是 边上的动点,以 为直径作 ,
连接 交 于点 ,则 的最小值 .
【答案】 /
【详解】解:连接 ,由以 为直径作 , , ,得 , ,
得动点 在以 中点 为圆心,2为半径的圆上运动,当 , , 在一直线上时, ,
故 ,即 的最小值 ,故答案为: .
模型03 等弦对等角
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考|向|预|测
点圆问题中的等圆对等角模型主要考查转化与化归等的数学思想,近年在中考数学和各地的模拟考中常以
压轴题的形式考查,学生不易把握。该题型也主要以选择、填空的形式出现,一般较为靠后,有一定难度。
该题型主要考查动点的轨迹为定圆时,可利用:“一定点与圆上的动点距离最大值为定点到圆心的距离与
半径之和,最小值为定点到圆心的距离与半径之差”的性质求解。解题时会考查了矩形,圆,相似三角形
的判定和性质,两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造对应图形解决问题,
属于中考中的压轴题.
答|题|技|巧
1. 观察图形特点,确定定弦和定角;
2. 根据题意准确分析出动点的运动轨迹,并构建适当图形(三角形居多);
3. 利用四边形、隐圆、直角三角形或相似的相关知识点解题;
1.(2024·江苏)如图,已知正方形 的边长为2,若动点E满足 ,则线段
长的最大值为 .
【答案】
【详解】解: ,∴点E在以 为直径的圆上,如图所示, 的最大值为 ,
∵正方形 的边长为2, , 的最大值为 ,
当点E在 的下方时, 的最大值也是 ,
故答案为: .
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1.如图,在矩形ABCD中,AB=9,AD=6,点O为对角线AC的中点,点E在DC的延长线上且CE=1.5,
连接OE,过点O作OF⊥OE交CB延长线于点F,连接FE并延长交AC的延长线于点G,则 = .
【答案】
【详解】解:作OM⊥CD于M,ON⊥BC于N,
∵四边形ABCD为矩形,∴∠D=90°,∠ABC=90°,∴OM∥AD,ON∥AB,
∵点O为AC的中点,∴OM= AD=3,ON= AB=4.5,CM=4.5,CN=3,
∵CE=1.5,∴ME=CM+CE=6,在Rt△OME中,OE= =3 ,
∵∠MON=90°,∠EOF=90°,∴∠MOE+∠NOE=∠NOF+∠NOE=90°,
∴∠MOE=∠NOF,又∠OME=∠ONF=90°,∴△OME∽△ONF,
∴ ,即 ,解得,FN=9,∴FC=FN+NC=12,
∵∠FOE=∠FCE=90°,∴F、O、C、E四点共圆,∴∠GFC=∠GOE,又∠G=∠G,∴△GFC∽△GOE,
∴ ,故答案为: .
2.如图, 在以 为直径半圆上, , ,点 是 上的一动点, ,连接
,则 的长的最小值是 .
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【答案】
【分析】取 中点 ,连接 , , ,根据直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半得出,点
在以 为圆心, 为半径的圆上运动,进而解 求得 ,即可求解.
【详解】解:取 中点 ,连接 , , ,如图,
, ,
,
即点 在以 为圆心, 为半径的圆弧上运动,
,
,
在 中, ,
的长最小是 ,
故答案为: .
模型04 四点共圆型
考|向|预|测
点圆问题中的四点共圆模型主要考查转化与化归等的数学思想,近年在中考数学和各地的模拟考中常以压
轴题的形式考查,学生不易把握。该题型也主要以选择、填空的形式出现,一般较为靠后,有一定难度。
该题型主要考查动点的轨迹为定圆时,可利用:“一定点与圆上的动点距离最大值为定点到圆心的距离与
半径之和,最小值为定点到圆心的距离与半径之差”的性质求解。解题时会考查了矩形,圆,相似三角形
的判定和性质,两点之间线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造对应图形解决问题,
属于中考中的压轴题.
答|题|技|巧
1. 观察图形特点,确定定弦和定角;
2. 根据题意准确分析出动点的运动轨迹,并构建适当图形(三角形居多);
3. 利用四边形、隐圆、直角三角形或相似的相关知识点解题;
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1.(2024·江苏)如图,已知正方形 的边长为2,若动点E满足 ,则线段
长的最大值为 .
【答案】
【详解】解: ,∴点E在以 为直径的圆上,如图所示, 的最大值为 ,
∵正方形 的边长为2, , 的最大值为 ,
当点E在 的下方时, 的最大值也是 ,
故答案为: .
1.如图,在四边形 中, ,以 为腰作等腰直角三角形 ,顶点 恰好落在
边上,若 ,则 的长是( )
A. B. C.2 D.1
【答案】A
【详解】解: 是以 为腰的等腰直角三角形,
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, , ,
, , ,
点 四点共圆,在以 为直径的圆上,如图,连接 ,
由圆周角定理得: , , ,
, ,
在 和 中, , ,
, ,故选:A.
2.在 中, , , ,点 是 上一动点, 于 , 于 ,线段
的最小值为 .
【答案】
【分析】如图,作 于 , 于 .连接 , , .设 ,则 .
根据 ,可得 ,解得 ,推出 ,由 , ,
, 四点共圆,推出当 的直径最小时, 的长最小,根据垂线段最短可知:当 与 重合时,
的值最小,由此即可解决问题.
【详解】解:如图,作 于 , 于 .连接 , , .设 ,则
.
,
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,
解得 ,
, ,
, , ,
,
,
, ,
,
, , , 四点共圆,
当 的直径最小时, 的长最小,
根据垂线段最短可知:当 与 重合时, 的值最小, 的最小值为 ,
此时 , , 的最小值为 ,故答案为: .
1.(2023·重庆)如图, 是边长为1的正方形 内的一个动点,且满足 ,则
的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了正方形的性质、等腰直角三角形的性质、勾股定理、圆周角定理,在凹四边形
中,求出 ,得点 在运动过程中,使得 ,即点 在正方形 内,以 为圆
心, 长为半径的圆弧上,如解图,连接 , ,当 、 、 三点共线时, 取得最小值,最小
值为 ,求出 和 的长度,即可得到结果,解本题的关键是证明 是定值,从而得到点
的轨迹.
【详解】解: 四边形 是正方形,
,
在凹四边形 中, , ,
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,
始终为 ,
得点 在运动过程中,使得 ,即点 在正方形 内,以 为圆心, 长为半径的圆弧上,
如解图,连接 , ,
,
由解图可得 ,当 、 、 三点共线时, 取得最小值,最小值为 ,
在 中, , ,
, ,
故选:D.
2.(2024·河北)如图,在矩形 中, , ,点 、 分别是边 、 上的动点,且
,点 是 的中点, 、 ,则四边形 面积的最小值为( )
A.30 B.32 C.35 D.38
【答案】D
【分析】首先连接 , ,证明 在以 为圆心,2为半径的圆弧上,过 作 于 ,当G在
上时, 面积取最小值,此时四边形 面积取最小值,再进一步解答即可.
【详解】解:连接 , ,
∵矩形 ,
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∴ , ,
∵ , 为 的中点,
∴ ,
∴ 在以 为圆心,2为半径的圆弧上,
过 作 于 ,
当G在 上时, 面积取最小值,此时四边形 面积取最小值,
四边形 面积=三角形 面积+三角形 面积,
即四边形 面积=三角形 面积+24.
设圆弧交 于 ,此时四边形 面积取最小值,
由勾股定理得: ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
即四边形 面积的最小值= .
故选:D.
3.(2024·上海)如图,在正方形 中, ,M,N分别为边 , 的中点,E为 边上一
动点,以点 E为圆心, 的长为半径画弧,交 于点F,P为 的中点,Q为线段 上任意一点,
则 长度的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】如图,连接 , 为 的中点,可得 ,则 在以 为圆心, 为半径的圆弧上
运动,当 四点共线时, 最小,再进一步求解即可.
【详解】解:如图,连接 ,
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∵正方形 , ,
∴ , ,
∵ 分别 , 的中点,
∴ , ,
∵ 为 的中点,
∴ ,
∴ 在以 为圆心, 为半径的圆弧上运动,
当 四点共线时, 最小,
此时 , ,
∴ ,
∴ ,
即 的最小值为: ,
故选B
【点睛】本题考查的是直角三角形斜边上的中线的性质,勾股定理的应用,等腰三角形的性质,正方形的
性质,圆的确定,熟练的确定P的运动轨迹是解本题的关键.
4.(2024·福建)如图,已知以 为直径的半圆 , 为弧 上一点, , 为弧 上任意
一点, 交 于 ,连接 ,若 ,则 的最小值为 .
【答案】
【分析】本题考查了圆周角定理,圆内接四边形的想性质,三角形的外接圆,解直角三角形等知识,判断
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点D在 的外接圆上运动是解题的关键.
先求出 , ,则可判断点D在 的外接圆上,设圆心为E,在优弧 取点G,
连接 , , , , ,过E作 于F,可求 ,利用等边三角形的判定和性
质求出 , ,利用勾股定理求出 ,由 ,当E、D、
B三点共线时, 最小,最小值为 ,即可求解.
【详解】解∶连接 ,
∵ , ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ 为直径,
∴ ,
∴ ,
∴点D在 的外接圆上,设圆心为E,在优弧 取点G,连接 , , , , ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ , ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
当E、D、B三点共线时, 最小,最小值为 ,
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故答案为: .
1.如图,四边形 为矩形, ,点P是边 上一动点,点M为线段 上一点,且
,则 的最小值为 .
【答案】2
【详解】解:如图,取 的中点 ,连接 , .
四边形 是矩形, , , ,
, , ,
, , 点 的运动轨迹是以 为圆心,3为半径的 .
, , 的最小值为2.故答案为:2.
2.如图,在矩形 中, ,M是边 上一动点(不含端点),将 沿直线
对折,得到 .当射线 交线段 于点P时,连接 ,则 的面积为 ; 的
最大值为 .
【答案】
【详解】解:由题意可得 的面积等于矩形 的一半,∴ 的面积为
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,
在 中, ,∴当 最大时, 即最大,
由题意可得点N是在以D为圆心4为半径的圆上运动,当射线 与圆相切时, 最大,此时C、N、M
三点共线,如图:
由题意可得: , ,
∴ , ,∴
∵ ,∴ ,∴ ,∴ ,
∴ ,在 中, ,故答案为: , .
3.如图,在矩形 中,已知 , ,点 是 边上一动点 点 不与点 , 重合 ,连接
,作点 关于直线 的对称点 ,连接 ,则 的最小值为 .
【答案】2
【详解】解:连接 , 点 和 关于 对称, ,
在以 圆心, 为半径的圆上, 当 , , 三点共线时, 最短,
, , ,故答案为: .
4.如图,四边形ABCD中,连接AC、BD,点O为AB的中点,若 ,则下面结论一定
正确的是 .
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①DC=CB;②∠DAC=∠DBC;③ ;④点A、C、D到点O的距离相等.
【答案】②③④
【详解】解∶如图1,设AC、BD交于点F,连接OC、OD,
∵ ,点O为A B的中点,∴OD=OC=OA=OB= AB,
∴点A、C、D到点O的距离相等,故④正确;
∵OD=OC=OA=OB= AB,∴∠BAD=∠ODA,∠OCD=∠ODC,∠OCB=∠ABC,
∴∠BAD+∠OCD+∠OCB=∠ODA+∠ODC+∠ABC,
∴∠BCD+∠BAD=∠ADC+∠ABC= ,故③正确;
∵ ,∴ , ,
∵∠AFD=∠BFC,∴∠DAC=∠DBC,故②正确;
在四边形ABCD中, , AB中点O,连接OD、OC, 则OD=OC=OA=OB= AB,
若AD=BD,则OD⊥AB,∴ ,
若 ,则△BOC是等边三角形,∴ , ,
但是△ODC与△BOC不全等,∴DC≠BC,故①不一定成立,∴正确的是②③④,故答案为∶②③④.
5.如图, 中, , 中, ,直线 与 交于 ,当
绕点 任意旋转的过程中, 到直线 距离的最大值是 .
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【答案】 /
【详解】解:如图旋转,连接
以 为直径作 ,以 为半径作 ,过点 作 的切线交 于点
在 和 中
∴点 共圆,点 共圆, 点 在 上运
动
, 的半径为 ∴
又∵ , ∴当点 运动到点 时,到直线 距离的最大,
过点 作 ,过点 作 , ,
∴四边形 是矩形,
是圆心, 设
解得: (舍去)
∴ 故答案为: .
6.如图,正方形 的边长为8,M、N为 边上的动点,以 为斜边作等腰 (其中
),点E在 边上,且 ,连接 ,则 的周长最小值为 .
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【答案】 /
【详解】解:连接 ,
四边形 是正方形, 是等腰直角三角形,
, , 四点共圆,
恒等于 , 点P在正方形 对角线 上运动,
, , ,
, 为定值,
当点 三点共线时, 有最小值,即 有最小值,则 的周长有最小值为 ,
, 的周长的最小值为: ,故答案为: .
7.如图,将 绕点 顺时针旋转25°得到 ,EF交BC于点N,连接AN,若 ,则
.
【答案】102.5°
【详解】解:如图,AF与CB相交于点O,连接CF,
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根据旋转的性质得到:AC=AF, , , ,
∴点A、N、F、C共圆,∴ ,
又∵点A、N、F、C共圆,∴ ,
∴ (平角的性质),故答案为:102.5°
23