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专题 13 隐圆问题 3 种模型
通用的解题思路:
隐圆一般有如下呈现方式:(1)定点定长:当遇到同一个端点出发的等长线段时,通常以这个端点为圆心,
等线段长为半径构造辅助圆;(2)定弦定角:当遇到动点对定点对定线段所张的角为定值时,通常把张角
转化为圆周角构造辅助圆。当遇到直角时,通常以斜边为直径构造辅助圆。(3)四点共圆:对角互补的四
边形的四个顶点共圆。隐圆常与线段最值结合考查。
类型1:定点定长
1.(2023•新城区校级三模)圆的定义:在同一平面内,到定点的距离等于定长的所有点所组成的图形.
(1)已知:如图1,OAOBOC,请利用圆规画出过A、B.C三点的圆.若AOB70,则ACB .
如图,RtABC中,ABC 90,BCA30,AB2.
(2)已知,如图2.点P为AC边的中点,将AC沿BA方向平移2个单位长度,点A、P、C的对应点分
别为点D、E、F ,求四边形BDFC的面积和BEA的大小.
(3)如图3,将AC边沿BC方向平移a个单位至DF,是否存在这样的a,使得直线DF上有一点Q,满
足BQA45且此时四边形BADF 的面积最大?若存在,求出四边形BADF 面积的最大值及平移距离a,
若不存在,说明理由.2.(2024•兰州模拟)综合与实践
【问题情境】在数学综合实践课上,“希望小组”的同学们以三角形为背景,探究图形变化过程中的几何问
题,如图,在ABC 中,AB AC,BAC 90,点D为平面内一点(点A,B,D三点不共线),AE
为ABD的中线.
【初步尝试】(1)如图1,小林同学发现:延长AE至点M ,使得ME AE ,连接DM .始终存在以下两
个结论,请你在①,②中挑选一个进行证明:
①DM AC ;②MDADAB180;
【类比探究】(2)如图2,将AD绕点A顺时针旋转90得到AF ,连接CF .小斌同学沿着小林同学的思考
1
进一步探究后发现:AE CF ,请你帮他证明;
2
【拓展延伸】(3)如图3,在(2)的条件下,王老师提出新的探究方向:点D在以点A为圆心,AD为半
径的圆上运动(AD AB),直线AE与直线CF 相交于点G,连接BG,在点D的运动过程中BG存在最大
值.若AB4,请直接写出BG的最大值.3
3.(2022•番禺区二模)已知抛物线yax2 bx (a0)与x轴交于点A,B两点,OAOB,AB4.其
2
顶点C的横坐标为1.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)设点D在抛物线第一象限的图象上,DE AC垂足为E,DF //y轴交直线AC于点F ,当DEF 面
积等于4时,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,点M 是抛物线上的一点,M 点从点B运动到达点C,FM FN 交直线BD于点
N,延长MF与线段DE的延长线交于点H ,点P为N,F ,H 三点构成的三角形的外心,求点P经过的
路线长.
4.(2021•红谷滩区校级模拟)(1)学习心得:小刚同学在学习完“圆”这一章内容后,感觉到有一些几何
问题,如果添加辅助圆,运用圆的知识解决,可以使问题变得非常容易.
例如:如图 1,在ABC 中, AB AC,BAC 80,D是ABC 外一点,且 AD AC,求BDC的度
数.若以点A为圆心,AB为半径作辅助圆 A,则点C、D必在 A上,BAC是 A的圆心角,而BDC
是圆周角,从而可容易得到BDC .
(2)问题解决:
如图,在四边形ABCD中,BADBCD90,BDC 25,求BAC的度数.
(3)问题拓展:
1
抛物线y (x1)2 3与y轴交于点A,顶点为B,对称轴BC与x轴交于点C,点P在抛物线上,直线
4
PQ//BC交x轴于点Q,连接BQ.
①若含45角的直线三角板如图所示放置,其中,一个顶点与C重合,直角顶点D在BQ上,另一顶点E在
PQ上,求Q的坐标;②若含30角的直角三角板一个顶点与点C重合,直角顶点D在BQ上,另一个顶点E在PQ上,点D与点
B,点Q不重合,求点P的坐标.
类型2:定弦定角
1.(2022•雁塔区校级三模)问题提出
(1)如图①,已知ABC 为边长为2的等边三角形,则ABC 的面积为 ;
问题探究
(2)如图②,在ABC 中,已知BAC 120,BC 6 3,求ABC 的最大面积;
问题解决
(3)如图③,某校学生礼堂的平面示意为矩形ABCD,其宽AB20米,长BC 24米,为了能够监控到
礼堂内部情况,现需要在礼堂最尾端墙面CD上安装一台摄像头M 进行观测,并且要求能观测到礼堂前端
墙面AB区域,同时为了观测效果达到最佳,还需要从点M 出发的观测角AMB45,请你通过所学知识
进行分析,在墙面CD区域上是否存在点M 满足要求?若存在,求出MC的长度;若不存在,请说明理
由.2.(2023•灞桥区校级模拟)问题提出:(1)如图①,ABC 为等腰三角形,C 120,AC BC 8,D
是AB上一点,且CD平分ABC 的面积,则线段CD的长度为 .
问题探究:(2)如图②,ABC 中,C 120,AB10,试分析和判断ABC 的面积是否存在最大值,
若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.
问题解决:(3)如图③,2023年第九届丝绸之路国际电影开幕式在西安曲江竞技中心举行,主办方要在会
场旁规划一个四边形花圃ABCD,满足BC 600米,CD300米,C 60,A60,主办方打算过
BC的中点M 点(入口)修建一条径直的通道ME(宽度忽略不计)其中点E(出口)为四边形ABCD边
上一点,通道ME把四边形ABCD分成面积相等并且尽可能大的两部分,分别规划成不同品种的花圃以供
影迷休闲观赏.问是否存在满足上述条件的通道ME?若存在,请求出点A距出口的距离AE的长;若不存
在,请说明理由.3.(2023•柯城区校级一模)如图,点A与点B的坐标分别是(1,0),(5,0),点P是该直角坐标系内的一个
动点.
(1)使APB30的点P有 个;
(2)若点P在y轴上,且APB30,求满足条件的点P的坐标;
(3)当点P在y轴上移动时,APB是否有最大值?若有,求点P的坐标,并说明此时APB最大的理由;
若没有,也请说明理由.类型3:四点共圆
1.(2022•中原区校级模拟)阅读下列材料,并完成相应的任务.
西姆松定理是一个平面几何定理,其表述为:过三角形外接圆上异于三角形顶点的任意一点
作三边或其延长线的垂线,则三垂足共线(此线常称为西姆松线).
某数学兴趣小组的同学们尝试证明该定理.
如图(1),已知ABC 内接于 O,点P在 O上(不与点A,B,C重合),过点P分别作
AB,BC, AC的垂线,垂足分别为点D,E,F .求证:点D,E,F 在同一条直线
上.
如下是他们的证明过程(不完整):
如图(1),连接PB,PC,DE,EF ,取PC的中点Q,连接QE.QF ,
1
则EQFQ PC PQCQ,(依据1)
2
点E,F ,P,C四点共圆,
FCPFEP180.(依据2)
又 ACPABP180,
FEPABP.
同上可得点B,D,P,E四点共圆,
任务:
(1)填空:
①依据1指的是中点的定义及 ;
②依据2指的是 .
(2)请将证明过程补充完整.
(3)善于思考的小虎发现当点P是BC的中点时,BDCF,请你利用图(2)证明该结论的正确性.2.(2021•哈尔滨模拟)(1)【学习心得】
于彤同学在学习完“圆”这一章内容后,感觉到一些几何问题如果添加辅助圆,运用圆的知识解决,可以
使问题变得非常容易.
例如:如图 1,在ABC 中, AB AC,BAC 90,D是ABC 外一点,且 AD AC,求BDC的度
数.若以点A为圆心,AB为半径作辅助 A,则点C、D必在 A上,BAC是 A的圆心角,而BDC
是圆周角,从而可容易得到BDC .
(2)【问题解决】
如图2,在四边形ABCD中,BADBCD90,BDC 25,求BAC的度数.
(3)【问题拓展】
如图3,如图,E,F 是正方形ABCD的边AD上两个动点,满足AE DF .连接CF 交BD于点G,连接
BE 交AG于点H .若正方形的边长为2,则线段DH 长度的最小值是 .3.(2022•潢川县校级一模)如图1,点B在直线l上,过点B构建等腰直角三角形ABC,使BAC 90,
且AB AC,过点C作CD直线l于点D,连接AD.
(1)小亮在研究这个图形时发现,BAC BDC 90,点A,D应该在以BC为直径的圆上,则ADB
的度数为 ,将射线 AD顺时针旋转90交直线l于点E,可求出线段 AD,BD,CD的数量关系
为 ;
(2)小亮将等腰直角三角形ABC绕点B在平面内旋转,当旋转到图2位置时,线段AD,BD,CD的数
量关系是否变化,请说明理由;
(3)在旋转过程中,若CD长为1,当ABD面积取得最大值时,请直接写AD的长.