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一箭穿心,“圆”来如此

 博雅居308 2019-05-15

  有关线段和之最值,我们常常会想到将军饮马,那么有关于单条

线段的最值可能较多的还是圆。

我们先来看看圆

圆的定义:在同一个平面内,到定点等于定长的点的集合就是圆。

【有图有真相】


那么既然圆最大的特点就是半径相等,那么点与圆上各点间距离比较就显而易见了。

情形一:P为圆O外一定点,则点P与圆心O距离为定值,那么P点与圆上各点的连接线段中,最小值为图1中PA,最大值为图2中PA.

情形二:P为圆O内一定点,则点P与圆上各点的连接线段中,最小值为图4中PA,最大值为图5中PA.

情形三:P为圆上一定点,其到圆上其它各点的连接线段中,最大值为直径,最小值为0.

总结:一箭穿心(所在的直线必经圆心)

例1【2016·安徽第10题】如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC.则线段CP长的最小值为(  )

分析:问题是线段CP的最小值,那么线段CP的两个端点分别有什么特点呢?【C点为定点,P点为动点】既然P点为动点,那么它运动有什么具有怎么规律?【?】不错找到点P运动规律就是理解本题的关键,我们再审一遍题目【北曰:题读三遍,其意自现】

条件:“直角三角形”&“∠PAB=∠PBC

由角之间数量关系可以得出∠APB的大小。(∠PAB+∠PBA=∠PBC+∠PBA=90°

∠APB是90°,那么P点的运动规律是什么呢?

又因为AB的长是定值,那么根据直角三角形斜边上的中线等斜边的一半,可以得到无论P点运动到什么位置,一定有AD=BD=PD

所以点P的运动规律现形了,即点P为以AB的中点D为圆心,以DP长为半径的圆弧上。

C为圆D外一定点,P为圆弧上一动点,求CP的最小值,你会想到哪四个字?

【一箭穿心】

例2、如图,正方形ABCD的边长为4,点E为BC的中点,F为CD边上一动点,将△CEF以EF为轴进行对折,点C的对应点为C’,则AC’的最小值为______.

【分析】问题是AC’的最小值,那么线段AC’的两个端点各具有怎样的特点呢?(点A是定点,点C’为动点),那么点C’又有怎样的运动规律?

因为EC为边长的一半为定长,而又因对折,所以EC’=EC=2,这样我们就找到了点C’的运动规律,即以点E为圆心,以EC长为半径的圆上。

现在我们把圆画上,如下图

现在再来求AC’的最小值,就是“一箭穿心”了。

变式:已知RtABC中,∠ABC=90°,AB=CB=4, DBA边上一点,且AD=1, E为斜边AC上一动点,将△DEADE为轴进行对折,如图所示,则CA的最小值为_____.

【分析】还是先看看动图吧

【小结】对折+动点+最值,先确定动点所在的圆,再由对折的性质找到定长线段,即圆的半径,然后【一箭穿心】.

那么旋转呢

例2:已知菱形ABCD中,∠BAC=60°,AB=4,点E为AD的中点,如图,现将△ACD以点C为中心进行旋转,求BE的最大值和最小值。

【分析】我们先看旋转某个角度的图形,如下图,我们仍然可以类比对折时求最值的思路,先确定要求线段的两端点中,哪个是动点,其运动所在轨迹是否是圆,再由旋转找到定长,即圆的半径。

当圆作出来时,最大值和最小值就都迎刃而解了。

变式:Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,∠ACB=30°,点D是AB的中点,将△ABC以点A为中心进行旋转,如图所示,E为B’C’的中点,求DE的最大值和最小值.

【解析】E为动点,其为B’C’的中点,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可知AE是定值,即E点运动轨迹如下图:

那么此时,DE的最大值和最小值利用一箭穿心就可以解决了(属于一箭穿心的第二种情形,即定点在圆内)

如下图,正方形ABCD的边长为8,点E,F分别在边CD,BC上,且BF=CE.连接AF和BE,(1)求CG的最小值。(2)求EF的最小值。

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