![數(shù)學(xué)-專(zhuān)題09阿氏圓問(wèn)題-【壓軸必刷】2023年中考數(shù)學(xué)壓軸大題之經(jīng)典模型培優(yōu)案(帶答案)_第1頁(yè)](http://file4.renrendoc.com/view10/M03/08/36/wKhkGWXTRIeAEC5DAAGgvGARPPE892.jpg)
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【壓軸必刷】2023年中考數(shù)學(xué)壓軸大題之經(jīng)典模型培優(yōu)案專(zhuān)題09阿氏圓問(wèn)題解題策略解題策略模型建立:已知平面上兩點(diǎn)A、B,則所有符合=k(k>0且k≠1)的點(diǎn)P會(huì)組成一個(gè)圓.這個(gè)結(jié)論最先由古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),稱(chēng)阿氏圓.阿氏圓基本解法:構(gòu)造三角形相似.模型解讀:如圖1所示,⊙O的半徑為r,點(diǎn)A、B都在⊙O外,P為⊙O上的動(dòng)點(diǎn),已知r=k·OB.連接PA、PB,則當(dāng)“PA+k·PB”的值最小時(shí),P點(diǎn)的位置如何確定?1:連接動(dòng)點(diǎn)至圓心0(將系數(shù)不為1的線(xiàn)段兩端點(diǎn)分別與圓心相連接),即連接OP、OB;2:計(jì)算連接線(xiàn)段OP、OB長(zhǎng)度;3:計(jì)算兩線(xiàn)段長(zhǎng)度的比值OPOB4:在OB上截取一點(diǎn)C,使得OCOP5:連接AC,與圓0交點(diǎn)為P,即AC線(xiàn)段長(zhǎng)為PA+K*PB的最小值.本題的關(guān)鍵在于如何確定“k·PB”的大小,(如圖2)在線(xiàn)段OB上截取OC使OC=k·r,則可說(shuō)明△BPO與△PCO相似,即k·PB=PC.∴本題求“PA+k·PB”的最小值轉(zhuǎn)化為求“PA+PC”的最小值,即A、P、C三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí)最?。ㄈ鐖D3),時(shí)AC線(xiàn)段長(zhǎng)即所求最小值.經(jīng)典例題經(jīng)典例題
【例1】(2021·全國(guó)·九年級(jí)專(zhuān)題練習(xí))如圖1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圓C的半徑為2,點(diǎn)P為圓上一動(dòng)點(diǎn),連接AP,BP,求:①AP+1②2AP+BP,③13④AP+3BP的最小值.【答案】①37;②237;③2373【分析】①在CB上取點(diǎn)D,使CD=1,連接CP、DP、AD.根據(jù)作圖結(jié)合題意易證△DCP~△PCB,即可得出PD=12BP,從而推出AP+12BP=AP+PD,說(shuō)明當(dāng)A、P、D三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),AP+PD最小,最小值即為②由2AP+BP=2(AP+1③在CA上取點(diǎn)E,使CE=23,連接CP、EP、BE.根據(jù)作圖結(jié)合題意易證△ECP~△PCA,即可得出EP=13AP,從而推出13AP+BP=EP+BP,說(shuō)明當(dāng)B、P、E三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),EP+BP④由AP+3BP=3(1【詳解】解:①如圖,在CB上取點(diǎn)D,使CD=1,連接CP、DP、AD.
∵CD=1,CP=2,CB=4,∴CDCP又∵∠DCP=∠PCB,∴△DCP~△PCB,∴PDBP=1∴AP+1∴當(dāng)A、P、D三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),AP+PD最小,最小值即為AD長(zhǎng).∵在Rt△ACD中,AD=A∴AP+12BP②∵2AP+BP=2(AP+1∴2AP+BP的最小值為2×37③如圖,在CA上取點(diǎn)E,使CE=23,連接CP、EP、∵CE=23,CP=2,∴CECP
又∵∠ECP=∠PCA,∴△ECP~△PCA,∴EPAP=1∴13∴當(dāng)B、P、E三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),EP+BP最小,最小值即為BE長(zhǎng).∵在Rt△BCE中,BE=B∴13AP+BP的最小值為④∵AP+3BP=3(1∴AP+3BP的最小值為3×2【點(diǎn)睛】本題考查圓的基本性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理.正確的作出輔助線(xiàn),并且理解三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí)線(xiàn)段最短是解答本題的關(guān)鍵.【例2】(2022·廣東惠州·一模)如圖1,拋物線(xiàn)y=ax2+bx?4與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為?1,0(1)求拋物線(xiàn)的解析式;
(2)若點(diǎn)P是直線(xiàn)BC下方的拋物線(xiàn)上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)P使四邊形ABPC的面積為16,若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo)若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由;(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)B作BF⊥BC交拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)F,以點(diǎn)C為圓心,2為半徑作⊙C,點(diǎn)Q為⊙C上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求24【答案】(1)y=(2)P1,6或(3)37【分析】(1)根據(jù)點(diǎn)A的坐標(biāo)為?1,0,拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸是直線(xiàn)x=3(2)先求得直線(xiàn)BC解析式,設(shè)Pm,m2?3m?4,則Qm,m?4,過(guò)點(diǎn)P作PQ軸交直線(xiàn)BC于點(diǎn)Q,根據(jù)S(3)在CB上取CE=22,過(guò)點(diǎn)E作EG⊥OC,構(gòu)造△CQE∽△CBQ,則當(dāng)F,Q,E三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),取得最小值,最小值為(1)解:∵拋物線(xiàn)y=ax2+bx?4與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)A的坐標(biāo)為?1,0∴C0,?4?b解得a=1b=?3∴拋物線(xiàn)解析式為:y=x(2)當(dāng)y=0,即x2解得x1∴B4,0∵C0,?4設(shè)直線(xiàn)BC解析式為y=kx+b,
?4=b4k+b=0解得k=1b=?4∴直線(xiàn)BC解析式為y=x?4,設(shè)Pm,m2?3m?4,過(guò)點(diǎn)P作PQ軸交直線(xiàn)則Qm,m?4S=1∵四邊形ABPC的面積為16,∴?2m2+8m+10解得m1∴P1,6或3,4(3)如圖,過(guò)點(diǎn)B作BF⊥BC交拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)F,以點(diǎn)C為圓心,2為半徑作⊙C,
∵x=32∴F∵B4,0∴OB=4,OC=4,∴BC=42,∠OBC=45°∵BF⊥BC,∴∠FBO=45°,在CB上取CE=22,過(guò)點(diǎn)E作EG⊥OC,交y軸于點(diǎn)G,交拋物線(xiàn)對(duì)稱(chēng)軸于點(diǎn)H,則CG=EG=∴FH=6,∵CQ=2,CE=2∴CECQ=∴△CQE∽△CBQ,
∴EQ∴QE=2∴24BQ+FQ當(dāng)F,Q,E三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),取得最小值,最小值為FE,∵EG⊥FG∴EF=H則24BQ+FQ的最小值為【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)綜合,相似三角形的性質(zhì)與判定,掌握二次函數(shù)的性質(zhì)與相似三角形的性質(zhì)與判定是解題的關(guān)鍵.【例3】(2019秋?山西期末)閱讀以下材料,并按要求完成相應(yīng)的任務(wù).已知平面上兩點(diǎn)A、B,則所有符合=k(k>0且k≠1)的點(diǎn)P會(huì)組成一個(gè)圓.這個(gè)結(jié)論最先由古希臘數(shù)學(xué)家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),稱(chēng)阿氏圓.阿氏圓基本解法:構(gòu)造三角形相似.【問(wèn)題】如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,在x軸,y軸上分別有點(diǎn)C(m,0),D(0,n),點(diǎn)P是平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),且OP=r,設(shè)=k,求PC+kPD的最小值.阿氏圓的關(guān)鍵解題步驟:第一步:如圖1,在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k;第二步:證明kPD=PM;第三步:連接CM,此時(shí)CM即為所求的最小值.下面是該題的解答過(guò)程(部分):
解:在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.任務(wù):(1)將以上解答過(guò)程補(bǔ)充完整.(2)如圖2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D為△ABC內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),滿(mǎn)足CD=2,利用(1)中的結(jié)論,請(qǐng)直接寫(xiě)出AD+BD的最小值.【分析】(1)在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k,利用相似三角形的性質(zhì)以及兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短解決問(wèn)題即可.(2)利用(1)中結(jié)論計(jì)算即可.【解答】解(1)在OD上取點(diǎn)M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.∴MP:PD=k,∴MP=kPD,∴PC+kPD=PC+MP,當(dāng)PC+kPD取最小值時(shí),PC+MP有最小值,即C,P,M三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí)有最小值,利用勾股定理得.(2)∵AC=m=4,=,在CB上取一點(diǎn)M,使得CM=CD=,∴的最小值為.【例4】如圖,在每個(gè)小正方形的邊長(zhǎng)為1的網(wǎng)格中,△OAB的頂點(diǎn)O,A,B均在格點(diǎn)上,點(diǎn)E在OA
上,且點(diǎn)E也在格點(diǎn)上.(I)的值為;(Ⅱ)是以點(diǎn)O為圓心,2為半徑的一段圓?。谌鐖D所示的網(wǎng)格中,將線(xiàn)段OE繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到OE′,旋轉(zhuǎn)角為α(0°<α<90°)連接E'A,E'B,當(dāng)E'A+E'B的值最小時(shí),請(qǐng)用無(wú)刻度的直尺畫(huà)出點(diǎn)E′,并簡(jiǎn)要說(shuō)明點(diǎn)E'的位置是如何找到的(不要求證明)通過(guò)取格點(diǎn)K、T,使得OH:OD=2:3,構(gòu)造相似三角形將E′B轉(zhuǎn)化為E′H.【分析】(1)求出OE,OB即可解決問(wèn)題.(2)構(gòu)造相似三角形把E′B轉(zhuǎn)化為E′H,利用兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短即可解決問(wèn)題.【解答】解:(1)由題意OE=2,OB=3,∴=,故答案為:.(2)如圖,取格點(diǎn)K,T,連接KT交OB于H,連接AH交于E′,連接BE′,點(diǎn)E′即為所求.故答案為:通過(guò)取格點(diǎn)K、T,使得OH:OD=2:3,構(gòu)造相似三角形將E′B轉(zhuǎn)化為E′H,利用兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短即可解決問(wèn)題.
培優(yōu)訓(xùn)練培優(yōu)訓(xùn)練一.填空題(共13小題)1.(2022?南召縣開(kāi)學(xué))如圖,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC=4,點(diǎn)E、F分別是邊AB、AC的中點(diǎn),點(diǎn)P是以A為圓心、以AE為半徑的圓弧上的動(dòng)點(diǎn),則的最小值為.【分析】在AB上截取AQ=1,連接AP,PQ,CQ,證明△APQ∽△ABP,可得PQ=PB,則PB+PC=PC+PQ,當(dāng)C、Q、P三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),PC+PQ的值最小,求出CQ即為所求.【解析】如圖,在AB上截取AQ=1,連接AP,PQ,CQ,∵點(diǎn)E、F分別是邊AB、AC的中點(diǎn),點(diǎn)P是以A為圓心、以AE為半徑的圓弧上的動(dòng)點(diǎn),∴,∵AP=2,AQ=1,∴,∵∠PAQ=∠BAP,∴△APQ∽△ABP,∴PQ=PB,∴PB+PC=PC+PQ≥CQ,在Rt△ACQ中,AC=4,AQ=1,∴QB===.,∴PB+PC的最小值.,故答案為:.
2.(2021秋?龍鳳區(qū)期末)如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=9,BC=4,以點(diǎn)C為圓心,3為半徑做⊙C,分別交AC,BC于D,E兩點(diǎn),點(diǎn)P是⊙C上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則PA+PB的最小值為.【分析】在AC上截取CQ=1,連接CP,PQ,BQ,證明△ACP∽△PCQ,可得PQ=AP,當(dāng)B、Q、P三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),PA+PB的值最小,求出BQ即為所求.【解析】在AC上截取CQ=1,連接CP,PQ,BQ,∵AC=9,CP=3,∴=,∵CP=3,CQ=1,∴=,∴△ACP∽△PCQ,∴PQ=AP,∴PA+PB=PQ+PB≥BQ,∴當(dāng)B、Q、P三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),PA+PB的值最小,在Rt△BCQ中,BC=4,CQ=1,∴QB=,∴PA+PB的最小值,故答案為:.
3.(2022春?長(zhǎng)順縣月考)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E分別是邊BC、AC上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且DE=4,P是DE的中點(diǎn),連接PA,PB,則PA+PB的最小值為.【分析】如圖,在CB上取一點(diǎn)F,使得CF=,連接PF,AF.利用相似三角形的性質(zhì)證明PF=PB,根據(jù)PF+PA≥AF,利用勾股定理求出AF即可解決問(wèn)題.【解析】如圖,在CB上取一點(diǎn)F,使得CF=,連接PF,AF.∵∠DCE=90°,DE=4,DP=PE,∴PC=DE=2,∵=,=,∴=,
∵∠PCF=∠BCP,∴△PCF∽△BCP,∴==,∴PF=PB,∴PA+PB=PA+PF,∵PA+PF≥AF,AF===,∴PA+PB≥,∴PA+PB的最小值為,故答案為.4.(2021秋?梁溪區(qū)校級(jí)期中)如圖,⊙O與y軸、x軸的正半軸分別相交于點(diǎn)M、點(diǎn)N,⊙O半徑為3,點(diǎn)A(0,1),點(diǎn)B(2,0),點(diǎn)P在弧MN上移動(dòng),連接PA,PB,則3PA+PB的最小值為.【分析】在y軸上取點(diǎn)H(0,9),連接BH,通過(guò)證明△AOP∽△POH,可證HP=3AP,則3PA+PB=PH+PB,當(dāng)點(diǎn)P在BH上時(shí),3PA+PB有最小值為HB的長(zhǎng),即可求解.【解析】如圖,在y軸上取點(diǎn)H(0,9),連接BH,
∵點(diǎn)A(0,1),點(diǎn)B(2,0),點(diǎn)H(0,9),∴AO=1,OB=2,OH=9,∵,∠AOP=∠POH,∴△AOP∽△POH,∴,∴HP=3AP,∴3PA+PB=PH+PB,∴當(dāng)點(diǎn)P在BH上時(shí),3PA+PB有最小值為HB的長(zhǎng),∴BH===,故答案為:.5.(2021?碑林區(qū)校級(jí)模擬)如圖,在△ABC中,BC=6,∠BAC=60°,則2AB+AC的最大值為4.【分析】由2AB+AC=2(AB+)得,再將AB+AE轉(zhuǎn)化成一條線(xiàn)段BP,可證出∠P是定角,從而點(diǎn)P在△PBC的外接圓上運(yùn)動(dòng),當(dāng)BP為直徑時(shí),BP最大解決問(wèn)題.【解析】∵2AB+AC=2(AB+),∴求2AB+AC的最大值就是求2(AB+)的最大值,過(guò)C作CE⊥AB于E,延長(zhǎng)EA到P,使得AP=AE,∵∠BAC=60°,∴EA=,∴AB+=AB+AP,∵EC=,PE=2AE,由勾股定理得:PC=,∴sinP=,
∴∠P為定值,∵BC=6是定值,∴點(diǎn)P在△CBP的外接圓上,∵AB+AP=BP,∴當(dāng)BP為直徑時(shí),AB+AP最大,即BP',∴sinP'=sinP=,解得BP'=2,∴AB+AP=2,∴2AB+AC=2(AB+AP)=4,故答案為:4.6.(2020?武漢模擬)【新知探究】新定義:平面內(nèi)兩定點(diǎn)A,B,所有滿(mǎn)足=k(k為定值)的P點(diǎn)形成的圖形是圓,我們把這種圓稱(chēng)之為“阿氏圓”【問(wèn)題解決】如圖,在△ABC中,CB=4,AB=2AC,則△ABC面積的最大值為.【分析】以A為頂點(diǎn),AC為邊,在△ABC外部作∠CAP=∠ABC,AP與BC的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn)P,證明△APC∽△BPA,由相似三角形的性質(zhì)可得BP=2AP,CP=AP,從而求出AP、BP和CP,即可求出點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)軌跡,再找出距離BC最遠(yuǎn)的A點(diǎn)的位置即可求解.【解析】以A為頂點(diǎn),AC為邊,在△ABC外部作∠CAP=∠ABC,AP與BC的延長(zhǎng)線(xiàn)交于點(diǎn)P,
∵∠CAP=∠ABC,∠BPA=∠APC,AB=2AC,∴△APC∽△BPA,,∴BP=2AP,CP=AP,∵BP﹣CP=BC=4,∴2AP﹣AP=4,解得:AP=,∴BP=,CP=,即點(diǎn)P為定點(diǎn),∴點(diǎn)A的軌跡為以點(diǎn)P為圓心,為半徑的圓上,如圖,過(guò)點(diǎn)P作BC的垂線(xiàn),交圓P與點(diǎn)A1,此時(shí)點(diǎn)A1到BC的距離最大,即△ABC的面積最大,S△ABC=BC?A1P=×4×=.故答案為:.7.(2020秋?天寧區(qū)校級(jí)月考)如圖,已知菱形ABCD的邊長(zhǎng)為8,∠B=60°,圓B的半徑為4,點(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則PD﹣PC的最大值為2.【分析】連接PB,在BC上取一點(diǎn)G,使得BG=2,連接PG,DG,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥BC交BC
的延長(zhǎng)線(xiàn)于H.利用相似三角形的性質(zhì)證明PG=PC,再根據(jù)PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,求出DG,可得結(jié)論.【解析】連接PB,在BC上取一點(diǎn)G,使得BG=2,連接PG,DG,過(guò)點(diǎn)D作DH⊥BC交BC的延長(zhǎng)線(xiàn)于H.∵PB=4,BG=2,BC=8,∴PB2=BG?BC,∴=,∵∠PBG=∠CBP,∴△PBG∽△CBP,∴==,∴PG=PC,∵四邊形ABCD是菱形,∴AB∥CD,AB=CD=BC=8,∴∠DCH=∠ABC=60°,在Rt△CDH中,CH=CD?cos60°=4,DH=CD?sin60°=4,∴GH=CG+CH=6+4=10,∴DG===2,∵PD﹣PC=PD﹣PG≤DG,∴PD﹣PC≤2,∴PD﹣PC的最大值為2.8.(2020?溧陽(yáng)市一模)如圖,在⊙O中,點(diǎn)A、點(diǎn)B在⊙O上,∠AOB=90°,OA=6,點(diǎn)C在OA上,且OC=2AC,點(diǎn)D是OB的中點(diǎn),點(diǎn)M是劣弧AB上的動(dòng)點(diǎn),則CM+2DM的最小值為.
【分析】延長(zhǎng)OB到T,使得BT=OB,連接MT,CT.利用相似三角形的性質(zhì)證明MT=2DM,求CM+2DM的最小值問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求CM+MT的最小值.求出CT即可判斷.【解析】延長(zhǎng)OB到T,使得BT=OB,連接MT,CT.∵OM=6,OD=DB=3,OT=12,∴OM2=OD?OT,∴=,∵∠MOD=∠TOM,∴△MOD∽△TOM,∴==,∴MT=2DM,∵CM+2DM=CM+MT≥CT,又∵在Rt△OCT中,∠COT=90°,OC=4,OT=12,∴CT===4,∴CM+2DM≥4,∴CM+2DM的最小值為4,∴答案為4.9.如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,E為BC的中點(diǎn),以B為圓心,BE為半徑作⊙B,點(diǎn)P是⊙B上一動(dòng)點(diǎn),連接PD、PC,則PD+PC的最小值為5.
【分析】如圖,在BC上取一點(diǎn)T,使得BT=1,連接PB,PT,DT.證明△PBT∽△CBP,推出==,推出PT=PC,由PD+PC=PD+PT≥DT=5,由此可得結(jié)論.【解析】如圖,在BC上取一點(diǎn)T,使得BT=1,連接PB,PT,DT.∵四邊形ABCD是正方形,∴∠DCT=90°,∵CD=4,CT=3,∴DT===5,∵PB=2,BT=1,BC=4,∴PB2=BT?BC,∴=,∵∠PBT=∠PBC,∴△PBT∽△CBP,∴==,∴PT=PC,∵PD+PC=PD+PT≥DT=5,∴PD+PC的最小值為5,故答案為:5.10.如圖,扇形AOB中,∠AOB=90°,OA=6,C是OA的中點(diǎn),D是OB上一點(diǎn),OD=5,P是
上一動(dòng)點(diǎn),則PC+PD的最小值為.【分析】如圖,延長(zhǎng)OA使AE=OB,連接EC,EP,OP,證明△OPE∽△OCP推出==,推出EP=2PC,推出PC+PD=(2PC+PD)=(PD+PE),推出當(dāng)點(diǎn)E,點(diǎn)P,點(diǎn)D三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),PC+PD的值最?。窘馕觥咳鐖D,延長(zhǎng)OA使AE=OB,連接EC,EP,OP,∵AO=OB=6,C分別是OA的中點(diǎn),∴OE=12,OP=6,OC=AC=3,∴==,且∠COP=∠EOP∴△OPE∽△OCP∴==,∴EP=2PC,∴PC+PD=(2PC+PD)=(PD+PE),∴當(dāng)點(diǎn)E,點(diǎn)P,點(diǎn)D三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),PC+PD的值最小,∵DE===13,∴PD+PE≥DE=13,∴PD+PE的最小值為13,∴PC+PD的值最小值為.故答案為:.
11.如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中,A(0,4),B(4,0),P是第一象限內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),OP=2,連接AP、BP,則BP+的最小值是.【分析】如圖,取點(diǎn)T(0,1),連接PT,BT.利用相似三角形的性質(zhì)證明PT=PB,推出PB+PA=PB+PT≥BT,求出BT,可得結(jié)論.【解析】如圖,取點(diǎn)T(0,1),連接PT,BT.∵T(0,1),A(0,4),B(4,0),
∴OT=1,OA=4,OB=4,∵OP=2,∴OP2=OT?OA,∴=,∵∠POT=∠AOP,∴△POT∽△AOP,∴==,∴PT=PA,∴PB+PA=PB+PT,∵BT==,∴PB+PT≥,∴BP+AP≥∴BP+PB的最小值為.故答案為:.12.如圖所示,∠ACB=60°,半徑為2的圓O內(nèi)切于∠ACB.P為圓O上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PM、PN分別垂直于∠ACB的兩邊,垂足為M、N,則PM+2PN的取值范圍為6﹣2≤PM+2PN≤6+2.【分析】PM+2PN=2(PM+PN),作MH⊥PN,HP=PM,確定HN的最大值和最小值.
【解答】解:作MH⊥NP于H,作MF⊥BC于F,∵PM⊥AC,PN⊥CB,∴∠PMC=∠PNC=90°,∴∠MPN=360°﹣∠PMC﹣∠PNC﹣∠C=120°,∴∠MPH=180°﹣∠MPN=60°,∴HP=PM?cos∠MPH=PM?cos60°=PM,∴PN+PM=PN+HP=NH,∵M(jìn)F=NH,∴當(dāng)MP與⊙O相切時(shí),MF取得最大和最小,如圖1,連接OP,OG,可得:四邊形OPMG是正方形,∴MG=OP=2,在Rt△COG中,CG=OG?tan60°=2,∴CM=CG+GM=2+2,
在Rt△CMF中,MF=CM?cosC=(2+2)×=3+,∴HN=MF=3+,PM+2PN=2()=2HN=6+2,如圖2,由上知:CG=2,MG=2,∴CM=2﹣2,∴HM=(2﹣2)×=3﹣,∴PM+2PN=2()=2HN=6﹣2,∴6﹣2≤PM+2PN≤6+2.13.如圖,邊長(zhǎng)為4的正方形,內(nèi)切圓記為圓O,P為圓O上一動(dòng)點(diǎn),則PA+PB的最小值為2.【分析】PA+PB=(PA+PB),利用相似三角形構(gòu)造PB.
【解答】解:設(shè)⊙O半徑為r,OP=r=BC=2,OB=r=2,取OB的中點(diǎn)I,連接PI,∴OI=IB=,∵,,∴,∠O是公共角,∴△BOP∽△POI,∴,∴PI=PB,∴AP+PB=AP+PI,∴當(dāng)A、P、I在一條直線(xiàn)上時(shí),AP+PB最小,作IE⊥AB于E,∵∠ABO=45°,∴IE=BE=BI=1,∴AE=AB﹣BE=3,∴AI==,∴AP+PB最小值=AI=,∵PA+PB=(PA+PB),
∴PA+PB的最小值是AI==2.故答案是2.二.解答題14.(2022?從化區(qū)一模)已知,AB是⊙O的直徑,AB=,AC=BC.(1)求弦BC的長(zhǎng);(2)若點(diǎn)D是AB下方⊙O上的動(dòng)點(diǎn)(不與點(diǎn)A,B重合),以CD為邊,作正方形CDEF,如圖1所示,若M是DF的中點(diǎn),N是BC的中點(diǎn),求證:線(xiàn)段MN的長(zhǎng)為定值;(3)如圖2,點(diǎn)P是動(dòng)點(diǎn),且AP=2,連接CP,PB,一動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),以每秒2個(gè)單位的速度沿線(xiàn)段CP勻速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P,再以每秒1個(gè)單位的速度沿線(xiàn)段PB勻速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B,到達(dá)點(diǎn)B后停止運(yùn)動(dòng),求點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的最小值.【分析】(1)AB是⊙O的直徑,AC=BC可得到△ABC是等腰直角三角形,從而得道答案;(2)連接AD、CM、DB、FB,首先利用△ACD≌△BCF,∠CBF=∠CAD,證明D、B、F共線(xiàn),再證明△CMB是直角三角形,根據(jù)直角三角形斜邊上的中線(xiàn)等于斜邊的一半,即可得證;(3)“阿氏圓”的應(yīng)用問(wèn)題,以A為圓心,AP為半徑作圓,在AC上取點(diǎn)M,使AM=1,連接PM,過(guò)M作MH⊥AB于H,連接BM交⊙A于P',先證明PM=,+BP最小,即是PM+BP最小,此時(shí)P、B、M共線(xiàn),再計(jì)算BM的長(zhǎng)度即可.【解析】(1)∵AB是⊙O的直徑,∴∠ABC=90°,∵AC=BC,∴△ABC是等腰直角三角形,∠CAB=45°,∵AB=4,∴BC=AB?sin45°=4;(2)連接AD、CM、DB、FB,如圖:
∵△ABC是等腰直角三角形,四邊形CDEF是正方形,∴CD=CF,∠DCF=∠ACB=90°,∴∠ACD=90﹣∠DCB=∠BCF,又AC=BC,∴△ACD≌△BCF(SAS),∴∠CBF=∠CAD,∴∠CBF+∠ABC+∠ABD=∠CAD+∠ABC+∠ABD=∠DAB+∠CAB++∠ABC+∠ABD=∠DAB+45°+45°+∠ABD,而AB是⊙O的直徑,∴∠ADB=90°,∴∠DAB+∠ABD=90°,∴∠CBF+∠ABC+∠ABD=180°,∴D、B、F共線(xiàn),∵四邊形CDEF是正方形,∴△DCF是等腰直角三角形,∵M(jìn)是DF的中點(diǎn),∴CM⊥DF,即△CMB是直角三角形,∵N是BC的中點(diǎn),∴MN=BC=2,即MN為定值;(3)以A為圓心,AP為半徑作圓,在AC上取點(diǎn)M,使AM=1,連接PM,過(guò)M作MH⊥AB于H
,連接BM交⊙A于P',如圖:一動(dòng)點(diǎn)Q從點(diǎn)C出發(fā),以每秒2個(gè)單位的速度沿線(xiàn)段CP勻速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)P,再以每秒1個(gè)單位的速度沿線(xiàn)段PB勻速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B,∴Q運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=+BP,∵AM=1,AP=2,AC=BC=4,∴==,又∠MAP=∠PAC,∴△MAP∽△PAC,∴==,∴PM=,∴+BP最小,即是PM+BP最小,此時(shí)P、B、M共線(xiàn),即P與P'重合,t=+BP最小值即是BM的長(zhǎng)度,在Rt△AMH中,∠MAH=45°,AM=1,∴AH=MH=,∵AB=4,∴BH=AB﹣AH=,Rt△BMH中,BM==5,∴點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的最小值為5.
15.(2021?渝中區(qū)校級(jí)自主招生)如圖,在△ABC與△DEF中,∠ACB=∠EDF=90°,BC=AC,ED=FD,點(diǎn)D在AB上.(1)如圖1,若點(diǎn)F在AC的延長(zhǎng)線(xiàn)上,連接AE,探究線(xiàn)段AF、AE、AD之間的數(shù)量關(guān)系,并證明你的結(jié)論;(2)如圖2,若點(diǎn)D與點(diǎn)A重合,且AC=3,DE=4,將△DEF繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn),連接BF,點(diǎn)G為BF的中點(diǎn),連接CG,在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,求CG+BG的最小值;(3)如圖3,若點(diǎn)D為AB的中點(diǎn),連接BF、CE交于點(diǎn)M,CE交AB于點(diǎn)N,且BC:DE:ME=7:9:10,請(qǐng)直接寫(xiě)出的值.【分析】(1)過(guò)F作FH⊥AB于H,過(guò)E作EG⊥AB于G,結(jié)合K字型全等,等腰直角三角形,四點(diǎn)共圓即可得到答案;(2)第二問(wèn)考察隱圓問(wèn)題與阿氏圓,取AB的中點(diǎn)O,連接OG,在OB上取OH=,連接GH,構(gòu)建相似,轉(zhuǎn)化線(xiàn)段即可得到答案;(3)過(guò)點(diǎn)C作BF平行線(xiàn),點(diǎn)F作BC平行線(xiàn)交于點(diǎn)G;過(guò)點(diǎn)G作GH⊥BF于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)K作KI⊥FG,證明△BDF≌△CDE,設(shè)BC=7t,則DE=9t,ME=10t,結(jié)合勾股定理、相似三角形及解直角三角形的知識(shí)進(jìn)行計(jì)算.【解析】(1)線(xiàn)段AF、AE、AD之間的數(shù)量關(guān)系:,證明如下:
過(guò)F作FH⊥AB于H,過(guò)E作EG⊥AB于G,如圖:∵FH⊥AB,EG⊥AB,∠EDF=90°,∴∠FHD=∠DGE=90°,∠FDH=90°﹣∠EDG=∠DEG,且DF=DE,∴△FHD≌△DGE(AAS),∴FH=DG=AD+AG,∵∠ACB=∠EDF=90°,BC=AC,ED=FD,∴∠FAB=∠FED=45°,∴點(diǎn)F、D、A、E四點(diǎn)共圓,∴∠FAE=∠FDE=90°,∠EAG=∠DFE=45°,∵FH⊥AB,EG⊥AB,∠BAC=45°,∴△FAH和△EAG為等腰直角三角形,∴AF=FH,AE=AG,∴AF=(AD+AG)=AD+AG=AD+AE;(2)取AB的中點(diǎn)O,連接OG,在OB上取OH=,連接GH,如圖:∵G為BF的中點(diǎn),O為AB中點(diǎn),∴OG是△ABF的中位線(xiàn),∴OG=AF=DF=DE=2,∵AC=3,
∴AB=AC=6,OB=AB=3,∴=,而==,∴=,又∠HOG=∠GOB,∴△HOG∽△GOB,∴==,∴HG=BG,∴,要使CG+BG的最小,需CG+HG最小,∴當(dāng)H、G、C三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),CG+BG的最小,CG+BG的最小值是CH,如圖:∵OC=AB=3,OH=,∴CH==,∴CG+BG的最小值是CH=×=.(3)過(guò)點(diǎn)C作BF平行線(xiàn),點(diǎn)F作BC平行線(xiàn)交于點(diǎn)G;過(guò)點(diǎn)G作GH⊥BF于點(diǎn)H,過(guò)點(diǎn)K作KI⊥FG;如圖:
∵∠BDC=∠FDE=90°,∴∠BDC+∠CDF=∠FDE+∠CDF,即∠BDF=∠CDE,且CD=BD,DE=DF,∴△BDF≌△CDE(SAS),∴BF=CE,∠DEC=∠DFB,∵∠DEC+∠DPE=90°,∠DPE=∠MPF,∴∠DFB+∠MPF=90°,∴∠FME=90°由BC:DE:ME=7:9:10,設(shè)BC=7t,則DE=9t,ME=10t;∴EF=DE=9t,∵CG∥BF,F(xiàn)G∥BC,∴四邊形BFGC為平行四邊形,∴CE=BF=CG,∠ECG=∠FME=90°,∴△ECG為等腰直角三角形,∴∠CGE=45°=∠GKH,∴△GKH為等腰直角三角形,∴=,==,=,∴,∴△CDE∽△GFE,∴∠DCE=∠FGE,
∴;Rt△MFE中,MF==t,∴FK=MK﹣MF=ME﹣MF=10t﹣t,F(xiàn)G=BC=7t,設(shè)∠GFH=α,∠KGI=∠NCD=β,∴=,Rt△FKI中,sinα=,∴,∵GH=,∴KI=FK?=,∴sinβ=====,∴.16.(2021?九龍坡區(qū)校級(jí)模擬)在△ABC中,∠CAB=90°,AC=AB.若點(diǎn)D為AC上一點(diǎn),連接BD,將BD繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到BE,連接CE,交AB于點(diǎn)F.(1)如圖1,若∠ABE=75°,BD=4,求AC的長(zhǎng);(2)如圖2,點(diǎn)G為BC的中點(diǎn),連接FG交BD于點(diǎn)H.若∠ABD=30°,猜想線(xiàn)段DC與線(xiàn)段HG的數(shù)量關(guān)系,并寫(xiě)出證明過(guò)程;(3)如圖3,若AB=4,D為AC的中點(diǎn),將△ABD繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn)得△A′BD′,連接A′C、A′D,當(dāng)A′D+A′C最小時(shí),求S△A′BC.
【分析】(1)通過(guò)作輔助線(xiàn),構(gòu)造直角三角形,借助解直角三角形求得線(xiàn)段的長(zhǎng)度;(2)通過(guò)作輔助線(xiàn),構(gòu)造全等三角形,設(shè)AC=a,利用中位線(xiàn)定理,解直角三角形,用a的代數(shù)式表示CD和HG,即可得CD與HG的數(shù)量關(guān)系;(3)構(gòu)造阿氏圓模型,利用兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短,確定A'(4)的位置,繼而求得相關(guān)三角形的面積.【解析】(1)過(guò)D作DG⊥BC,垂足是G,如圖1:∵將BD繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到BE,∴∠EBD=90°,∵∠ABE=75°,∴∠ABD=15°,∵∠ABC=45°,∴∠DBC=30°,∴在直角△BDG中有DG==2,=,∵∠ACB=45°,∴在直角△DCG中,CG=DG=2,∴BC=BG+CG=,∴AC=BC=;(2)線(xiàn)段DC與線(xiàn)段HG的數(shù)量關(guān)系為:HG=,證明:延長(zhǎng)CA,過(guò)E作EN垂直于CA的延長(zhǎng)線(xiàn),垂足是N,連接BN,ED,過(guò)G作GM⊥AB于M,如圖:
∴∠END=90°,由旋轉(zhuǎn)可知∠EBD=90°,∴∠EDB=45°∴∠END=∠EBD=90°,∴E,B,D,N四點(diǎn)共圓,∴∠BNE=∠EDB=45°,∠NEB+∠BDN=180°∵∠BDC+∠BDN=180°,∠BCD=45°,∴∠BEN=∠BDC,∴∠BNE=45°=∠BCD,在△BEN和△BDC中,,∴△BEN≌△BDC(AAS),∴BN=BC,∵∠BAC=90°,在等腰△BNC中,由三線(xiàn)合一可知BA是CN的中線(xiàn),∵∠BAC=∠END=90°,∴EN∥AB,∵A是CN的中點(diǎn),∴F是EC的中點(diǎn),∵G是BC的中點(diǎn),∴FG是△BEC的中位線(xiàn),∴FG∥BE,F(xiàn)G=BE,
∵BE⊥BD,∴FG⊥BD,∵∠ABD=30°,∴∠BFG=60°,∵∠ABC=45°,∴∠BGF=75°,設(shè)AC=a,則AB=a,在Rt△ABD中,AD=,BD=BE=,∴FG=BE,∴FG=,∵GM⊥AB,∴△BGM是等腰三角形,∴MG=MB=,在Rt△MFG中,∠MFG=60°,∴MF=MG,∴MF=,∴BF=BM+MF=,在Rt△BFH中,∠BFG=60°,∴FH==a,∴HG=FG﹣FH=﹣a=,又∵CD==,∴=,∴HG=;(3)設(shè)AB=a,則BC=,取BC的中點(diǎn)N,連接A′D,A′C,A′N(xiāo),連接DN,如圖3,
由旋轉(zhuǎn)可知A′B=AB=a,∵==,==,∴,又∠A'BN=∠CBA',∴△A′BN∽△CBA′,∴=,∴A'N=A'C,根據(jù)旋轉(zhuǎn)和兩點(diǎn)之間線(xiàn)段最短可知,最小,即是A'D+A'N最小,此時(shí)D、A'、N共線(xiàn),即A'在線(xiàn)段DN上,設(shè)此時(shí)A'落在A''處,過(guò)A''作A''F⊥AB于F,連接AA'',如圖4,∵D,N分別是AC,BC的中點(diǎn),∴DN是△ABC的中位線(xiàn),∴DN∥AB,∵AB⊥AC,∴DN⊥AC,
∵∠A=∠A''FA=∠A''DA=90°,∴四邊形A''FAD是矩形,∴AF=A''D,A''F=AD=2,∵又A''B=AB=4,設(shè)AF=x,在直角三角形A''FB中,A''B2=A''F2+BF2,∴42=22+(4﹣x)2,解得x=.∴此時(shí)S△A''BC=S△ABC﹣S△AA''B﹣S△A''AC=AB?AC﹣AB?A''F﹣AC?A''D=×4×4﹣×4×2﹣×4×(4﹣2)=4﹣4.17.(2021?沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬)如圖1,在四邊形ABCD中,AC交BD于點(diǎn)E,△ADE為等邊三角形.(1)若點(diǎn)E為BD的中點(diǎn),AD=4,CD=5,求△BCE的面積;(2)如圖2,若BC=CD,點(diǎn)F為CD的中點(diǎn),求證:AB=2AF;(3)如圖3,若AB∥CD,∠BAD=90°,點(diǎn)P為四邊形ABCD內(nèi)一點(diǎn),且∠APD=90°,連接BP,取BP的中點(diǎn)Q,連接CQ.當(dāng)AB=6,AD=4,tan∠ABC=2時(shí),求CQ+BQ的最小值.【分析】(1)如圖1中,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥BD于H,設(shè)EH=x.利用勾股定理構(gòu)建方程求出x,即可解決問(wèn)題.(2)如圖2中,延長(zhǎng)AF到G,使得AF=FG,連接DG,CG,延長(zhǎng)GC交BD于T,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥BD于H.想辦法證明△AEB≌△ADG(SAS),可得結(jié)論.(3)如圖3中,取AD的中點(diǎn)O,連接OP,OB,OC,取OB的中點(diǎn)J,連接QJ,CJ,過(guò)點(diǎn)C作CF⊥AB于F,在JB上取一點(diǎn)T,使得JT=,連接QT,TC.想辦法證明△QJT∽△BJQ,推出===,推出QT=BQ,推出CQ+BQ=CQ+QT≥CT,求出CT,可得結(jié)論.
【解答】(1)解:如圖1中,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥BD于H,設(shè)EH=x.∵△ADE是等邊三角形,∴AD=DE=4,∠AED=∠CEH=60°,∵∠CHE=90°,∴CH=EH?tan60°=x,∵CD2=CH2+DH2,∴25=3x2+(x+4)2,∴4x2+8x﹣9=0∴x=或(舍棄),∴CH=,∴S△BEC=×4×=﹣2.解法二:過(guò)點(diǎn)B作BJ⊥AC交AC的延長(zhǎng)線(xiàn)于J,過(guò)點(diǎn)D作DT⊥AE于T.證明BJ=DT,求出DT,即可解決問(wèn)題.(2)證明:如圖2中,延長(zhǎng)AF到G,使得FG=AF,連接DG,CG,延長(zhǎng)GC交BD于T,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥BD于H.
∵AF=FG,CF=FD,∴四邊形ACGD是平行四邊形,∴AC∥DG,GC∥AD,∴∠CAD+∠ADG=180°,∵△ADE是等邊三角形,∴AE=AD,∠AED=∠ADE=∠EAD=60°,∴∠AEB=∠ADG=120°,∴∠CGD=∠EAD=60°=∠GDT,∴△DGT是等邊三角形,∴DG=DT,∠CTE=∠CET=60°,∴△CET是等邊三角形,∴CT=CE,∠CTE=∠CET=60°,∵CB=CD,CH⊥BD,∴BH=DH,TH=EH,∴BT=DE,∴BE=DT=DG,∴△AEB≌△ADG(SAS),∴AB=AG=2AF.
(3)解:如圖3中,取AD的中點(diǎn)O,連接OP,OB,OC,取OB的中點(diǎn)J,連接QJ,CJ,過(guò)點(diǎn)C作CF⊥AB于F,在JB上取一點(diǎn)T,使得JT=,連接QT,TC.∵AB∥CD,∠BAD=90°,∴∠ADC=90°,∵CF⊥AB,∴∠CFA=90°,∴四邊形AFCD是矩形,∴AD=CF=4,∵tan∠CBA==2,∴BF=2,∵AB=6,∴AF=4,∴AD=AF,∴四邊形AFCD是正方形,∵BC===2,CO===2,OB==4,∴CB=CO,∵CF=CD,∠CFB=∠CDO=90°,∴Rt△CFB≌Rt△CDO(HL),∴∠BCF=∠DCO,∴∠BCO=∠DCF=90°,
∵BJ=JO,∴CJ=OB=2,∴CT===,∵BQ=QP,BJ=JO,∴QJ=OP=,∵QJ2=2,TJ?JB=×2=2,∴QJ2=JT?JB,∴=,∵∠QJT=∠QJB,∴△QJT∽△BJQ,∴===,∴QT=BQ,∴CQ+BQ=CQ+QT≥CT=,∴CQ+BQ的最小值為.18.(2021·全國(guó)·九年級(jí)專(zhuān)題練習(xí))如圖,Rt△ABC,∠ACB=90°,AC=BC=2,以C為頂點(diǎn)的正方形CDEF(C、D、E、F四個(gè)頂點(diǎn)按逆時(shí)針?lè)较蚺帕校┛梢岳@點(diǎn)C自由轉(zhuǎn)動(dòng),且CD=2,連接AF,BD(1)求證:△BDC≌△AFC(2)當(dāng)正方形CDEF有頂點(diǎn)在線(xiàn)段AB上時(shí),直接寫(xiě)出BD+22AD(3)直接寫(xiě)出正方形CDEF旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,BD+22AD
【答案】(1)見(jiàn)解析;(2)2+1或2+【分析】(1)利用SAS,即可證明△FCA≌△DCB;(2)分兩種情況當(dāng)點(diǎn)D,E在AB邊上時(shí)和當(dāng)點(diǎn)E,F(xiàn)在邊AB上時(shí),討論即可求解;(3)取AC的中點(diǎn)M.連接DM,BM.則CM=1,可證得△DCM∽△ACD,可得DM=22AD,從而得到當(dāng)B,D,M共線(xiàn)時(shí),BD+22【詳解】(1)證明:∵四邊形CDEF是正方形,∴CF=CD,∠DCF=∠ACB=90°,∴∠ACF=∠DCB,∵AC=CB,∴△FCA≌△DCB(SAS);(2)解:①如圖2中,當(dāng)點(diǎn)D,E在AB邊上時(shí),∵AC=BC=2,∠ACB=90°,∴AB=AC∵CD⊥AB,∴AD=BD==AC×sin∴BD+22AD==②如圖3中,當(dāng)點(diǎn)E,F(xiàn)在邊AB上時(shí).
BD=CF=BC×sin45°=2×2AD=BD2+A∴BD+22AD=2綜上所述,BD+22AD的值2+1或(3)如圖4中.取AC的中點(diǎn)M.連接DM,BM.則CM=1,∵CD=2,CM=1,CA=2,∴CD2=CM?CA,∴CDCA=CM∵∠DCM=∠ACD,∴△DCM∽△ACD,∴DMAD=CDAC=∴DM=22AD∴BD+22AD=BD+DM
∴當(dāng)B,D,M共線(xiàn)時(shí),BD+22AD最小值BM=C【點(diǎn)睛】本題主要考查了相似三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),正方形的性質(zhì),銳角三角函數(shù),熟練掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)是解題的關(guān)鍵.19.(2022·四川·隆昌市藍(lán)天育才學(xué)校一模)問(wèn)題提出:如圖①,在Rt△ABC中,∠C=90°,CB=4,CA=6(1)嘗試解決:為了解決這個(gè)問(wèn)題,下面給出一種解題思路:如圖①,連接CP,在CB上取一點(diǎn)D,使CD=1,則CDCP=CPCB=12.又∠PCD=∠BCP所以PD=12PB請(qǐng)你完成余下的思考,并直接寫(xiě)出答案:AP+1(2)自主探索:在“問(wèn)題提出”的條件不變的前提下,求13(3)拓展延伸:如圖②,已知在扇形COD中,∠COD=90°,OC=6,OA=3,OB=5,P是CD上一點(diǎn),求【答案】(1)37;(2)23【分析】(1)根據(jù)題意可知最小值為AD長(zhǎng)度,利用勾股定理即可求出AD長(zhǎng)度.(2)連接CP,在CA上取一點(diǎn)D,使CD=23,即可證明△PCD∽△ACP,得到PD=13AP,即13AP+BP=PD+BP(3)延長(zhǎng)OC到E,使CE=6,連接PE,OP,即可證明△OAP∽△OPE,得到EP=2PA,即
2PA+PB=EP+PB,所以2PA+PB的最小值為BE長(zhǎng)度,利用勾股定理即可求出BE長(zhǎng)度.【詳解】(1)根據(jù)題意可知,當(dāng)A、P、D三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),AP+12BP故答案為:37.(2)連接CP,在CA上取一點(diǎn)D,使CD=2則有CDCP∵∠PCD=∠ACP,∴△PCD∽△ACP,得PDAP∴PD=13AP僅當(dāng)B、P、D三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),13AP+BP的最小值(3)延長(zhǎng)OC到E,使CE=6,連接PE,OP,
則OAOP=OP∴△OAP∽△OPE,∴OAOP∴EP=2PA,∴2PA+PB=EP+PB,僅當(dāng)E、P、B三點(diǎn)共線(xiàn)時(shí),EP+PB=BE=O即2PA+PB的最小值為13.【點(diǎn)睛】本題考查圓的綜合,勾股定理,相似三角形的判定和性質(zhì).根據(jù)閱讀材料的思路構(gòu)造出△PCD∽△ACP和△OAP∽△OPE是解題的關(guān)鍵.本題較難.20.(2019·山東·中考真題)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,直線(xiàn)y=﹣5x+5與x軸,y軸分別交于A,C兩點(diǎn),拋物線(xiàn)y=x2+bx+c經(jīng)過(guò)A,C兩點(diǎn),與x軸的另一交點(diǎn)為B(1)求拋物線(xiàn)解析式及B點(diǎn)坐標(biāo);
(2)若點(diǎn)M為x軸下方拋物線(xiàn)上一動(dòng)點(diǎn),連接MA、MB、BC,當(dāng)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),四邊形AMBC面積最大,求此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo)及四邊形AMBC的面積;(3)如圖2,若P點(diǎn)是半徑為2的⊙B上一動(dòng)點(diǎn),連接PC、PA,當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),PC+12【答案】(1)y=x2﹣6x+5,B(5,0);(2)當(dāng)M(3,﹣4)時(shí),四邊形AMBC面積最大,最大面積等于18;(3)PC+12PA的最小值為41,理由詳見(jiàn)解析【分析】(1)由直線(xiàn)y=﹣5x+5求點(diǎn)A、C坐標(biāo),用待定系數(shù)法求拋物線(xiàn)解析式,進(jìn)而求得點(diǎn)B坐標(biāo).(2)從x軸把四邊形AMBC分成△ABC與△ABM;由點(diǎn)A、B、C坐標(biāo)求△ABC面積;設(shè)點(diǎn)M橫坐標(biāo)為m,過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線(xiàn)段MH,則能用m表示MH的長(zhǎng),進(jìn)而求△ABM的面積,得到△ABM面積與m的二次函數(shù)關(guān)系式,且對(duì)應(yīng)的a值小于0,配方即求得m為何值時(shí)取得最
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