当前位置:首页>文档>专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)

专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)

  • 2026-07-15 06:39:35 2026-07-15 06:13:54

文档预览

专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)
专题09圆的最值模型之隐圆模型(解析版)(北师大版)_1、初中学习资料_24秋试卷_初中数学《常考压轴题攻略》_常考压轴题最新九年级数学下册压轴题攻略(北师大版)

文档信息

文档格式
docx
文档大小
2.400 MB
文档页数
29 页
上传时间
2026-07-15 06:13:54

文档内容

专题 09 圆的最值模型之隐圆模型 一、模型说明 1、动点定长模型 若P为动点,但AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径 2、直角圆周角模型 固定线段AB所对动角∠C恒为90°,则A、B、C三点共圆,AB为直径 3、四点共圆模型 固定线段AB所对同侧动角∠P=∠C,则A、B、C、P四点共圆 二、例题精讲 例1.(直角模型1)如图,正方形 的边长为4,点E是正方形 内的动点,点P是 边上的 动点,且 .连结 , , , ,则 的最小值为( )A. B. C. D. 【答案】A 【分析】先证明 ,即可得点E在以 为直径的半圆上移动,设 的中点为O,作正方形 关于直线 对称的正方形 ,则点D的对应点是F,连接 交 于P,交半圆O于E,根 据对称性有: ,则有: ,则线段 的长即为 的长度最小值,问题随 之得解. 【详解】解:∵四边形 是正方形, ∴ , ∴ , ∵ , ∴ , ∴ , ∴点E在以 为直径的半圆上移动, 如图,设 的中点为O, 作正方形 关于直线 对称的正方形 , 则点D的对应点是F, 连接 交 于P,交半圆O于E, 根据对称性有: ,则有: , 则线段 的长即为 的长度最小值,E ∵ , , ∴ , , ∴ , ∴ , 故 的长度最小值为 , 故选:A. 【点睛】本题考查了轴对称﹣最短路线问题,正方形的性质,勾股定理,正确的作出辅助线,得出点E的 运动路线是解题的关键. 例2.(直角模型2)如图,四边形 为矩形, , .点P是线段 上一动点,点M为线 段 上一点. ,则 的最小值为( ) A. B. C. D. 【答案】D 【分析】证明 ,得出点M在O点为圆心,以AO为半径的圆上,从而计算出答案. 【详解】设AD的中点为O,以O点为圆心,AO为半径画圆∵四边形 为矩形 ∴ ∵ ∴ ∴ ∴点M在O点为圆心,以AO为半径的圆上 连接OB交圆O与点N ∵点B为圆O外一点 ∴当直线BM过圆心O时,BM最短 ∵ , ∴ ∴ ∵ 故选:D. 【点睛】本题考查直角三角形、圆的性质,解题的关键是熟练掌握直角三角形和圆的相关知识. 例3(四点共圆).如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,AB=4cm,CD是中线,点E、F同时从 点D出发,以相同的速度分别沿DC、DB方向移动,当点E到达点C时,运动停止,直线AE分别与CF、 BC相交于G、H,则在点E、F移动过程中,点G移动路线的长度为( )A.2 B.π C.2π D. π 【答案】D 【详解】解:如图, ∵CA=CB,∠ACB=90°,AD=DB, ∴CD⊥AB, ∴∠ADE=∠CDF=90°,CD=AD=DB, 在△ADE和△CDF中, , ∴△ADE≌△CDF(SAS), ∴∠DAE=∠DCF, ∵∠AED=∠CEG, ∴∠ADE=∠CGE=90°, ∴A、C、G、D四点共圆, ∴点G的运动轨迹为弧CD, ∵AB=4,AB AC,∴AC=2 , ∴OA=OC , ∵DA=DC,OA=OC, ∴DO⊥AC, ∴∠DOC=90°, ∴点G的运动轨迹的长为 π. 故选:D. 例4.(动点定长)如图,菱形ABCD边长为4,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上一动点,将 △AMN沿MN所在的直线翻折得到△A′MN,连接A′C,则A′C的最小值是( ) A.2 B. +1 C.2 ﹣2 D.3 【答案】C 【分析】根据题意,在折叠过程中A′在以M为圆心、AD为直径的圆上的弧AD上运动,当A′C取最小值时, 由两点之间线段最短知此时M、A′、C三点共线,得出A′的位置,过点M作MH⊥DC于点H,再利用含30° 的直角三角形的性质以及勾股定理求出MC的长,进而求出A′C的长即可. 【详解】解:如图所示,∵MA′是定值,A′C长度取最小值时,即A′在MC上. 过点M作MH⊥DC于点H, ∵在边长为4的菱形ABCD中,∠MAN=60°,M为AD的中点, ∴2MD=AD=CD=4,∠HDM=∠MAN=60°, ∴MD=2,∠HMD=30°, ∴HD= MD=1,∴HM= = ,CH=CD+DH=5, ∴ , ∴A′C=MC-MA′=2 -2; 故选:C. 【点睛】本题考查翻折变换、菱形的性质、勾股定理、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,构造直角三角形解决问题,突破点是正确寻找点A′的位置. 例5.(综合1)正方形ABCD中,AB=4,点E、F分别是CD、BC边上的动点,且始终满足DE=CF, DF、AE相交于点G.以AG为斜边在AG下方作等腰直角 AHG使得∠AHG=90°,连接BH.则BH的最小 值为( ) △ A. B. C. D. 【答案】C 【分析】首先证明 ,从而 ,再根据 ,可求 ,可知点 H的运动轨迹为以点M 为圆心,MH为半径的圆,从而可求BH最小值. 【详解】解:如图,取AD中点O,连接OG,以AO为斜边作等腰直角三角形AOM,则 , 在 和 中, , ∴ (SAS), ∴ , ∵ , ∴ , ∴ , 是直角三角形, ∴ , ∵ 为等腰直角三角形, ∴ , ∴ , 又∵ , ∴ , ∴ , ∴ , ∴点H的运动轨迹为以点M 为圆心,MH为半径的圆,如图,连接BM,交圆M于 ,过点M作 于点P, ∵ , , ∴ , ∴ 为等腰直角三角形, ∵ , ∴AP=MP= =1, ∴BP=4-1=3, 在 中, , ∴ . ∴BH的最小值为 . 故选:C. 【点睛】本题考查了最短路径问题,解题的关键是准确构造辅助线,利用三角形相似以及点和圆的知识解 决. 例6.(综合2)如图,四边形 是正方形, 是等边三角形, 为对角线 (不含 点)上任 意一点,将 绕点 逆时针旋转 得到 ,连接 、 、 . (1)求证: ; (2)①当 点在何处时, 的值最小; ②当 点在何处时, 的值最小,并说明理由; (3)当 的最小值为 时,求正方形的边长. 【答案】(1)见解析;(2)①当M点落在BD的中点时;②当M点位于BD与CE的交点处时,AM+ BM+CM的值最小,理由见解析;(3)【分析】(1)由题意得 , ,所以 ,容易证出 ; (2)①根据“两点之间线段最短”,可得,当 点落在 的中点时, 的值最小; ②根据“两点之间线段最短”,当 点位于 与 的交点处时, 的值最小,即等于 的长(如图); (3)作辅助线,过 点作 交 的延长线于 ,由题意求出 ,设正方形的边长为 , 在 中,根据勾股定理求得正方形的边长为 . 【详解】解:(1)证明: 是等边三角形, , . , . 即 . 又 , . (2)解:①当 点落在 的中点时, 、 、 三点共线, 的值最小.②如图,连接 , 当 点位于 与 的交点处时, 的值最小, 理由如下:连接 ,由(1)知, , , , , 是等边三角形. . . 根据“两点之间线段最短”可知,若 、 、 、 在同一条直线上时, 取得最小值,最 小值为 .在 和 中, , , , , , 若连接 ,则 , , ,、 可以同时在直线 上. 当 点位于 与 的交点处时, 的值最小,即等于 的长. (3)解:过 点作 交 的延长线于 , . 设正方形的边长为 ,则 , . 在 中, , .解得 , (舍去负值). 正方形的边长为 . 【点睛】本题考查轴对称的性质和正方形的性质,三角形全等的判定、等腰三角形的性质、勾股定理,解 题的关键是掌握以上知识点,添加适当辅助线,灵活运用. 三、课后训练 1.如图,在 中, , cm, cm. 是 边上的一个动点,连接 ,过 点 作 于 ,连接 ,在点 变化的过程中,线段 的最小值是( ) A.1 B. C.2 D. 【答案】A【分析】由∠AEC=90°知,点E在以AC为直径的⊙M的 上(不含点C、可含点N),从而得BE最短 时,即为连接BM与⊙M的交点(图中点E′点),BE长度的最小值BE′=BM−ME′. 【详解】如图, 由题意知, , 在以 为直径的 的 上(不含点 、可含点 , 最短时,即为连接 与 的交点(图中点 点), 在 中, , ,则 . , 长度的最小值 , 故选: . 【点睛】本题主要考查了勾股定理,圆周角定理,三角形的三边关系等知识点,难度偏大,解题时,注意 辅助线的作法. 2.如图, 中, , , ,P是 内部的一个动点,满足 , 则线段CP长的最小值为( ) A. B.2 C. D. 【答案】D 【分析】结合题意推导得 ,取AB的中点O,以点O为圆心, 为直径作圆,连接OP;根据直角三角形斜边中线的性质,得 ;根据圆的对称性,得点P在以AB为直径的 上,根据两点之间直线段最短的性质,得当点O、点P、点C三点共线时,PC最小;根据勾股定理的性质 计算得 ,通过线段和差计算即可得到答案. 【详解】 , , , , , 取AB的中点O,以点O为圆心, 为直径作圆,连接OP, 点P在以AB为直径的 上,连接OC交 于点P, 当点O、点P、点C三点共线时,PC最小 在 中, , , , , , 最小值为 故选:D. 【点睛】本题考查了两点之间直线段最短、圆、勾股定理、直角三角形斜边中线的知识;解题的关键是熟 练掌握圆的对称性、两点之间直线段最短、直角三角形斜边中线的性质,从而完成求解. 3.如图,在Rt 和Rt 中, , ,AB=AE=5.连接BD,CE,将 △ 绕点A旋转一周,在旋转的过程中当 最大时,△ACE的面积为( ).A.6 B. C.9 D. 【答案】A 【分析】先分析出D的轨迹为以A为圆心AD的长为半径的圆,当BD与该圆相切时,∠DBA最大,过C 作CF⊥AE于F,由勾股定理及三角函数计算出BD、CF的长,代入面积公式求解即可. 【详解】解:由题意知,D点轨迹为以A为圆心AD的长为半径的圆, 当BD与D点的轨迹圆相切时,∠DBA取最大值,此时∠BDA=90°,如图所示, 过C作CF⊥AE于F, ∵∠DAE=90°,∠BAC=90°, ∴∠CAF=∠BAD, 在Rt△ABD中,由勾股定理得:BD= , ∴由sin∠CAF=sin∠BAD得: ,即 , 解得:CF= , ∴此时三角形ACE的面积= =6,故选:A. 【点睛】本题考查了旋转的性质、锐角三角函数、勾股定理等知识点.此题综合性较强,解题关键是利用 D的轨迹圆确定出∠DBA取最大值时的位置. 4.如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=8,AB=10,D是AC上一点,且CD=3,E是BC边上一点,将 △DCE沿DE折叠,使点C落在点F处,连接BF,则BF的最小值为 .【答案】 / 【分析】先由折叠判断出F的运动轨迹是为以D为圆心,CD的长度为半径的圆,当B、D、F共线且F在 B、D之间时BF最小,根据勾股定理及圆的性质求出此时BD、BF的长度即可. 【详解】解:由折叠知,F点的运动轨迹为:以D为圆心,CD的长度为半径的圆,如图所示, 可知,当点B、D、F共线,且F在B、D之间时,BF取最小值, ∵∠C=90°,AC=8,AB=10,∴BC=6, 在Rt△BCD中,由勾股定理得:BD= , ∴BF=BD-DF= ,故答案为: . 【点睛】本题考查了折叠的性质、圆的性质、勾股定理解直角三角形的知识,该题涉及的最值问题属于中 考常考题型,根据折叠确定出F点运动轨迹是解题关键. 5.△ABC中,AB=AC=5,BC=6,D是BC的中点,E为AB上一动点,点B关于DE的对称点 在△ABC内(不含△ABC的边上),则BE长的范围为 . 【答案】 【分析】首先根据运动特点分析出点 的运动轨迹在以 为圆心, 为半径的圆弧上,然后分点 恰好 落在 边上和点 恰好落在 边上两种情况讨论,分别利用勾股定理以及等腰三角形的性质和判定进 行求解和证明即可得出两种临界情况下 的长度,从而得出结论. 【详解】解:∵点B与 关于DE对称, ∴ ,则点 的运动轨迹在以 为圆心, 为半径的圆弧上, ①如图所示,当点 恰好落在 边上时,此时,连接 和 , 由题意及“三线合一”知, , , ∴在 中, , 此时,根据对称的性质, , ∴由等面积法, , ∴ , 在 中, ; ②如图所示,当点 恰好落在 边上时,连接 、 、 和 , 由题意, , ∴ , , ∴ ,即: , ∴ , 即: , ∵点B与 关于DE对称, ∴ , , ∴ , ∴ , , 由对称的性质, , ∴ , ∴ , ∴ , 即:此时点 为 的中点, ∴此时, , 综上, 长的范围为 , 故答案为: . 【点睛】本题考查等腰三角形的性质和判定,以及勾股定理解直角三角形等,能够根据题意准确分析出动 点的运动轨迹,并构建适当的三角形进行求解是解题关键. 6.如图,在Rt ABC中,∠ACB=90°,D为AC的中点,M为BD的中点,将线段AD绕A点任意旋转 (旋转过程中始终保持点M为BD的中点),若AC=8,BC=6,那么在旋转过程中,线段CM长度的取 值范围是 .【答案】3≤CM≤7 【分析】由勾股定理可求AB=10,由三角形中位线定理可求OM=2,点M在以O为圆心,OM长为半径 的圆上运动,即可求解. 【详解】解:如图,取AB中点O,连接OC,OM, ∵AC=8,BC=6, ∴AB= , ∵D为AC的中点,点O是AB中点, ∴AD=4,CO=5, ∵M为BD的中点,点O是AB中点, ∴OM= AD=2, ∴点M在以O为圆心,OM长为半径的圆上运动, ∴当点M在线段OC上时,CM有最小值=5﹣2=3, 当点M在线段CO的延长线时,CM有最大值=5+2=7, ∴线段CM长度的取值范围3≤CM≤7, 故答案为:3≤CM≤7. 【点睛】本题主要考查三角形中位线及隐圆问题,熟练掌握三角形的中位线及动点的运动轨迹是解题的关 键. 7.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 . 【答案】38 【分析】首先连接AC,过B作BH⊥AC于H,当G在BH上时,三角形ACG面积取最小值,此时四边形AGCD面积取最小值,再连接BG,知BG=2,得到G点轨迹圆,该轨迹与BH交点即为所求最小值时的G 点,利用面积法求出BH、GH的长,代入三角形面积公式求解即可. 【详解】解:连接 ,过 作 于 , 当G在BH上时,△ACG面积取最小值,此时四边形AGCD面积取最小值, 四边形AGCD面积=三角形ACG面积+三角形ACD面积, 即四边形AGCD面积=三角形ACG面积+24. 连接BG,由G是EF中点,EF=4知, BG=2, 故G在以 为圆心, 为半径的圆弧上,圆弧交 于 ,此时四边形AGCD面积取最小值,如图所示, 由勾股定理得:AC=10, ∵ AC·BH= AB·BC, ∴BH=4.8, ∴ , 即四边形 面积的最小值= . 故答案为: . 【点睛】本题考查了勾股定理及矩形中的与动点相关的最值问题,解题的关键是利用直角三角形斜边的直 线等于斜边的一半确定出 点的运动轨迹. 8.如图,四边形 中, , , , ,点 是四边形 内的一个动点,满足 ,则 面积的最小值为 .【答案】 【分析】取 的中点 ,连接 ,过点 作 交 的延长线于点 ,过点 作 于 , 交 于 ,则 ,通过计算得出当 三点共线时, 有最小值,求出最小值即可. 【详解】解:如图, 取 的中点 ,连接 ,过点 作 交 的延长线于点 ,过点 作 于 ,交 于 ,则 , , , , , , , , , , , 四边形 为等腰梯形, , , , , , 点 在以点 为圆心,2为半径的圆上, , , , , ,, , , , , , 当 三点共线时, 有最小值 , 面积的最小值为 . 【点睛】本题考查了解直角三角形、隐圆、直角三角形的性质等知识点,点 位置的确定是解题关键. 9.如图,△ABC为等边三角形,AB=2,若P为△ABC内一动点,且满足∠PAB=∠ACP,则点P运动的 路径长为 . 【答案】 【详解】解:∵△ABC是等边三角形, ∴∠ABC=∠BAC=60°,AC=AB=2, ∵∠PAB=∠ACP, ∴∠PAC+∠ACP=60°, ∴∠APC=120°, ∴点P的运动轨迹是 ,如图所示: 连接OA、OC,作OD⊥AC于D, 则AD=CD AC=1, ∵ 所对的圆心角=2∠APC=240°, ∴劣弧AC所对的圆心角∠AOC=360°﹣240°=120°,∵OA=OC, ∴∠OAD=30°, ∵OD⊥AC, ∴OD AD ,OA=2OD , ∴ 的长为 π; 故答案为: π. 10.如图,正方形ABCD的边长为4,点E为边AD上一个动点,点F在边CD上,且线段EF=4,点G为 线段EF的中点,连接BG、CG,则BG+ CG的最小值为 . 【答案】5 【分析】因为DG= EF=2,所以G在以D为圆心,2为半径圆上运动,取DI=1,可证△GDI∽△CDG, 从而得出GI= CG,然后根据三角形三边关系,得出BI是其最小值 【详解】解:如图,在Rt△DEF中,G是EF的中点, ∴DG= , ∴点G在以D为圆心,2为半径的圆上运动, 在CD上截取DI=1,连接GI, ∴ = = , ∴∠GDI=∠CDG, ∴△GDI∽△CDG, ∴ = , ∴IG= , ∴BG+ =BG+IG≥BI, ∴当B、G、I共线时,BG+ CG最小=BI, 在Rt△BCI中,CI=3,BC=4, ∴BI=5, 故答案是:5. 【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,圆的概念,求得点 的运动轨迹是解题的关键. 11.问题背景如图(1),△ABC为等腰直角三角形,∠BAC=90°,直线l绕着点A顺时针旋转,过B,C 两点分别向直线l作垂线BD,CE,垂足为D,E,此时△ABD可以由△CAE通过旋转变换得到,请写出旋 转中心、旋转方向及旋转角的大小(取最小旋转角度). 尝试应用如图(2),△ABC为等边三角形,直线l绕着点A顺时针旋转,D、E为直线l上两点,∠BDA =∠AEC=60°.△ABD可以由△CAE通过旋转变换得到吗?若可以,请指出旋转中心O的位置并说明理由; 拓展创新如图(3)在问题背景的条件下,若AB=2,连接DC,直接写出CD的长的取值范围. 【答案】(1)旋转中心为BC边的中点O,旋转方向为逆时针,旋转角度为90°;(2)可以,旋转中心为 为等边 ABC三边垂直平分线的交点O,理由见解析;(3) △ 【分析】问题背景(1)根据等腰直角三角形的性质,以及旋转的性质确定即可; 尝试应用(2)首先通过证明 ABD和 CAE全等说明点A和点B对应,点C和点A对应,从而作AB和 AC的垂直平分线,其交点即为△旋转中点△; 拓展创新(3)首先确定出D点的运动轨迹,然后结合点与圆的位置关系,分别讨论出CD最长和最短时的 情况,并结合勾股定理进行求解即可. 【详解】解:问题背景(1)如图所示,作AO⊥BC,交BC于点O, 由等腰直角三角形的性质可知:∠AOC=90°,OA=OC, ∴点A是由点C绕点O逆时针旋转90°得到, 同理可得,点B是由点A绕点O逆时针旋转90°得到, 点D是由点E绕点O逆时针旋转90°得到, ∴ ABD可以由 CAE通过旋转变换得到,旋转中心为BC边的中点O,旋转方向为逆时针,旋转角度为 90△°; △ 尝试应用(2)∵△ABC为等边三角形, ∴AB=AC,∠BAC=60°,∵∠DAC=∠DAB+∠BAC=∠AEC+∠EAC,∠BAC=∠AEC=60°, ∴∠DAB=∠ECA, 在 ABD和 CAE中, △ △ ∴ ABD≌ CAE(AAS), ∴△△ABD的△A、B、D三点的对应点分别为 CAE的C、A、E三点, 则AC、AB分别视作两组对应点的连线,△ 此时,如图所示,作AC和AB的垂直平分线交于点O, ∵△ABC为等边三角形, ∴由等边三角形的性质可知,OC=OA=OB,∠AOC=120°, ∴ ABD可以由 CAE通过旋转变换得到,旋转中心为为等边 ABC三边垂直平分线的交点O; △ △ △ 拓展创新(3)由(1)知,在直线l旋转的过程中,总有∠ADB=90°, ∴点D的运动轨迹为以AB为直径的圆, 如图,取AB的中点P,连接CP,交⊙P于点Q, 则当点D在CP的延长线时,CD的长度最大, 当点D与Q点重合时,CD的长度最小,即CQ的长度, ∵AB=AC,AB=2, ∴AP=1,AC=2, 在Rt APC中, , △ 由圆的性质,PD=AP=1, ∴PD=PQ=1,∴ , , ∴CD的长的取值范围为: . 【点睛】本题主要考查旋转三要素的确定,以及旋转的性质,主要涉及等腰直角三角形和等边三角形的性 质,全等三角形的判定与性质,以及动点最值问题,掌握旋转的性质,确定出动点的轨迹,熟练运用圆的 相关知识点是解题关键. 12.(1)如图1,等边 的边长为2,点D为 边上一点,连接 ,则 长的最小值是______; (2)如图2,已知菱形 的周长为16,面积为 ,E为 中点,若P为对角线 上一动点,Q为 边上一动点,计算 的最小值: (3)如图3,已知在四边形 中, , , ,E为 边 上一个动点,连接 ,过点D作 ,垂足为点F,在 上截取 .试问在四边形 内是否存在点P,使得 的面积最小?若存在,请你在图中画出点P的位罝,并求出 的最小面积; 若不存在,请说明理由. 【答案】(1) ;(2) ;(3)存在,见解析, 【分析】(1)根据垂线段最短可知,当 时,线段 的值最小,再根据等边三角形的边长为2,确定高 ,从而得出结论; (2)如图2中,作 于H,在 上截取 ,连接 , , .首先证明 是等 边三角形,证明 ,可得 ,推出 ,再根据垂线段最短即可解决 问题. (3)存在,如图3中,以 为斜边在直线 的下方作等腰直角 ,作 于M, 于N,连接 , .证明点P的运动轨迹是 ,当点P在线段 上时, 的值最小, 此时 的面积最小. 【详解】解:(1)如图1中,根据垂线段最短可知,当 时,线段 的值最小, ∵ 是等边三角形,边长为2, ∴ 的高 , ∴ 的最小值为 . 故答案为: . (2)如图2中,作 于H,在 上截取 ,连接 , , . ∵四边形 是菱形,周长为16, ∴ , , ∴ , ∴ , ∴ ,∴ , ∴ 是等边三角形, ∵ , ∴ , ∵ , , , ∴ , ∴ , ∴ , 根据垂线段最短可知,当E,P,Q′共线,且点Q′与C重合时, 的值最小,最小值 . ∴ 的最小值为 . (3)存在,理由如下: 如图3中,以 为斜边在直线 的下方作等腰直角 , 作 于M, 于N,连接 , . ∵ , , ∴ , , ∵ ,∴ , ∴ , ∵ 是等腰直角三角形, ∴ , ∵ , ∴四边形 是矩形, ∴ , , ∴ , ∴ ,∴ , ∵ , ,∴ ,∴ ,∴点P的运动轨迹是 , 当点P在线段 上时, 的值最小,此时 的面积最小, 此时 , ∴ 的面积的最小值 .