
【模型背景】已知平面上兩點A、B,則所有滿足 PA=k·PB(k≠1)的點P的軌跡是一個圓,這個軌跡最早由古希臘數(shù)學家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),故稱“阿氏圓”。
【模型解讀】如圖 1 所示,⊙O的半徑為 r,點 A、B都在⊙O 外,P為⊙O上一動點,已知r=k·OB, 連接PA、PB,則當“PA+k·PB”的值最小時,P點的位置如何確定?
如圖2,在線段OB上截取OC使OC=k·r,則可說明△BPO與△PCO相似,即k·PB=PC。
故本題求“PA+k·PB”的最小值可以轉化為 “PA+PC”的最小值,
其中與A與C為定點,P為動點,故當A、P、C三點共線時,“PA+PC”值最小。如圖3所示:
注意區(qū)分胡不歸模型和阿氏圓模型:
在前面的“胡不歸”問題中,我們見識了“k·PA+PB”最值問題,其中P點軌跡是直線,而當P點軌跡變?yōu)閳A時,即通常我們所說的“阿氏圓”問題.
【最值原理】兩點之間線段最短及垂線段最短解題。
例1. (2023·安徽·九年級期末)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C為圓心、3為半徑作⊙C,P為⊙C上一動點,連接AP、BP,則AP+BP的最小值為( )
A.7B.5C.D.
例2. (2023·廣西中考真題)如圖,在Rt中,AB=AC=4,點E,F(xiàn)分別是AB,AC的中點,點P是扇形AEF的上任意一點,連接BP,CP,則BP+CP的最小值是_____.
例3. (2023·四川成都·模擬預測)如圖,已知正方ABCD的邊長為6,圓B的半徑為3,點P是圓B上的一個動點,則的最大值為_______.
例4. (2023·浙江·舟山九年級期末)如圖,矩形中,,以B為圓心,以為半徑畫圓交邊于點E,點P是弧上的一個動點,連結,則的最小值為( )
A.B.C.D.
例5. (2023·廣東·廣州市第二中學九年級階段練習)如圖,在平面直角坐標系中,A(2,0),B(0,2),C(4,0),D(5,3),點P是第一象限內一動點,且,則4PD+2PC的最小值為_______.
例6. (2023·浙江金華·一模)問題提出:
如圖1,在等邊△ABC中,AB=9,⊙C半徑為3,P為圓上一動點,連結AP,BP,求AP+BP的最小值
(1)嘗試解決:為了解決這個問題,下面給出一種解題思路,通過構造一對相似三角形,將BP轉化為某一條線段長,具體方法如下:(請把下面的過程填寫完整)
如圖2,連結CP,在CB上取點D,使CD=1,則有
又∵∠PCD=∠
△ ∽△
∴ ∴PD=BP
∴AP+BP=AP+PD
∴當A,P,D三點共線時,AP+PD取到最小值
請你完成余下的思考,并直接寫出答案:AP+BP的最小值為 .
(2)自主探索:如圖3,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P為矩形內部一點,且PB=4,則AP+PC的最小值為 .(請在圖3中添加相應的輔助線)
(3)拓展延伸:如圖4,在扇形COD中,O為圓心,∠COD=120°,OC=4.OA=2,OB=3,點P是上一點,求2PA+PB的最小值,畫出示意圖并寫出求解過程.
例7. (2023·廣東·二模)(1)初步研究:如圖1,在△PAB中,已知PA=2,AB=4,Q為AB上一點且AQ=1,證明:PB=2PQ;(2)結論運用:如圖2,已知正方形ABCD的邊長為4,⊙A的半徑為2,點P是⊙A上的一個動點,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推廣:如圖3,已知菱形ABCD的邊長為4,∠A=60°,⊙A的半徑為2,點P是⊙A上的一個動點,求2PC?PB的最大值.
例8. (2023·江蘇·蘇州九年級階段練習)閱讀以下材料,并按要求完成相應的任務.
已知平面上兩點,則所有符合且的點會組成一個圓.這個結論最先由古希臘數(shù)學家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),稱阿氏圓.
阿氏圓基本解法:構造三角形相似.
【問題】如圖1,在平面直角坐標中,在軸,軸上分別有點,點是平面內一動點,且,設,求的最小值.
阿氏圓的關鍵解題步驟:
第一步:如圖1,在上取點,使得;
第二步:證明;第三步:連接,此時即為所求的最小值.
下面是該題的解答過程(部分):
解:在上取點,使得,
又.
任務:將以上解答過程補充完整.如圖2,在中,為內一動點,滿足,利用中的結論,請直接寫出的最小值.
課后專項訓練
1. (2023·福建南平九年級期中)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C為圓心、3為半徑作⊙C,P為⊙C上一動點,連接AP、BP,則AP+BP的最小值為( )
A.3.B.4C.3D.5
2. (2023·江蘇·無錫市九年級期中)如圖,⊙O與y軸、x軸的正半軸分別相交于點M、點N,⊙O半徑為3,點A(0,1),點B(2,0),點P在弧MN上移動,連接PA,PB,則3PA+PB的最小值為 ___.
3. (2023·陜西·三模)如圖,在四邊形中, ,對角線,設,則的最小值為 ___________.
4. (2023·湖北武漢·模擬預測)【新知探究】新定義:平面內兩定點 A, B ,所有滿足 ? k ( k 為定值)的 P 點形成的圖形是圓,我們把這種圓稱之為“阿氏圓”,
【問題解決】如圖,在△ABC 中,CB ? 4 , AB? 2AC ,則△ABC 面積的最大值為_____.
5. (2023·浙江·九年級期中)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E分別是邊BC、AC上的兩個動點,且DE=4,P是DE的中點,連接PA,PB,則PA+PB的最小值為 .
6. (2023·江蘇·蘇州九年級階段練習)如圖,正方形ABCD的邊長為4,點E為邊AD上一個動點,點F在邊CD上,且線段EF=4,點G為線段EF的中點,連接BG、CG,則BG+CG的最小值為 _____.
7. (2023·山西·九年級專題練習)如圖,在中,,以點B為圓心作圓B與相切,點P為圓B上任一動點,則的最小值是___________.
8. (2023·湖北·九年級專題練習)如圖,已知正方形ABCD的邊長為4,⊙B的半徑為2,點P是⊙B上的一個動點,則PD﹣PC的最大值為_____.
9. (2023·北京·九年級專題練習)如圖,邊長為4的正方形,內切圓記為⊙O,P是⊙O上一動點,則PA+PB的最小值為________.
10. (2023·山東·九年級專題練習)如圖,在中,,,,圓C半徑為2,P為圓上一動點,連接最小值__________.最小值__________.
11. (2023·重慶·九年級專題練習)(1)如圖1,已知正方形ABCD的邊長為9,圓B的半徑為6,點P是圓B上的一個動點,那么PD+的最小值為__,PD﹣的最大值為__.
(2)如圖2,已知菱形ABCD的邊長為4,∠B=60°,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,那么PD+的最小值為__,PD﹣的最大值為__.
12. (2023·江蘇淮安·九年級期中)問題提出:如圖1,在等邊△ABC中,AB=12,⊙C半徑為6,P為圓上一動點,連結AP,BP,求AP+BP的最小值.
(1)嘗試解決:為了解決這個問題,下面給出一種解題思路:如圖2,連接CP,在CB上取點D,使CD=3,則有==,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴=,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.請你完成余下的思考,并直接寫出答案:AP+BP的最小值為.
(2)自主探索:如圖1,矩形ABCD中,BC=7,AB=9,P為矩形內部一點,且PB=3,AP+PC的最小值為.(3)拓展延伸:如圖2,扇形COD中,O為圓心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,點P是上一點,求2PA+PB的最小值,畫出示意圖并寫出求解過程.
13. (2023·湖北·九年級專題練習)(1)如圖1,已知正方形的邊長為4,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,求的最小值,的最小值,的最大值.
(2)如圖2,已知正方形的邊長為9,圓B的半徑為6,點P是圓B上的一個動點,求的最小值,的最大值,的最小值.
(3)如圖3,已知菱形的邊長為4,,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,求的最小值和的最大值.的最小值
14. (2023·山東聊城·二模)如圖,拋物線經(jīng)過點,,直線AC的解析式為,且與y軸相交于點C,若點E是直線AB上的一個動點,過點E作軸交AC于點F.
(1)求拋物線的解析式;(2)點H是y軸上一動點,連結EH,HF,當點E運動到什么位置時,四邊形EAFH是矩形?求出此時點E,H的坐標;(3)在(2)的前提下,以點E為圓心,EH長為半徑作圓,點M為上以動點,求的最小值.
15. (2023·江蘇泰州·一模)如圖,已知中,,,,是上的一點,,點是線段上的一個動點,沿折疊,點與重合,連接.
(1)求證:;(2)若點是上的一點,且,①若與的面積比是,請用無刻度的直尺和圓規(guī)在圖(2)中作出折疊后的(保留作圖痕跡,不寫作法);②求的最小值.
16. (2023·廣東·九年級專題練習)如圖1,已知正方形ABCD,AB=4,以頂點B為直角頂點的等腰Rt△BEF繞點B旋轉,BE=BF=,連接AE,CF.
(1)求證:△ABE≌△CBF.(2)如圖2,連接DE,當DE=BE時,求S△BCF的值.(S△BCF表示△BCF的面積)(3)如圖3,當Rt△BEF旋轉到正方形ABCD外部,且線段AE與線段CF存在交點G時,若M是CD的中點,P是線段DG上的一個動點,當滿足MP+PG的值最小時,求MP的值.
17. (2023·河北·九年級專題練習)如圖1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圓C的半徑為2,點P為圓上一動點,連接AP,BP,求:
①,②,③,④的最小值.
專題11 最值模型-阿氏圓問題
最值問題在中考數(shù)學常以壓軸題的形式考查,“阿氏圓”又稱“阿波羅尼斯圓”,主要考查轉化與化歸等的數(shù)學思想。在各類考試中都以高檔題為主,中考說明中曾多處涉及。本專題就最值模型中的阿氏圓問題進行梳理及對應試題分析,方便掌握。
【模型背景】已知平面上兩點A、B,則所有滿足 PA=k·PB(k≠1)的點P的軌跡是一個圓,這個軌跡最早由古希臘數(shù)學家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),故稱“阿氏圓”。
【模型解讀】如圖 1 所示,⊙O的半徑為 r,點 A、B都在⊙O 外,P為⊙O上一動點,已知r=k·OB, 連接PA、PB,則當“PA+k·PB”的值最小時,P點的位置如何確定?
如圖2,在線段OB上截取OC使OC=k·r,則可說明△BPO與△PCO相似,即k·PB=PC。
故本題求“PA+k·PB”的最小值可以轉化為 “PA+PC”的最小值,
其中與A與C為定點,P為動點,故當A、P、C三點共線時,“PA+PC”值最小。如圖3所示:
注意區(qū)分胡不歸模型和阿氏圓模型:
在前面的“胡不歸”問題中,我們見識了“k·PA+PB”最值問題,其中P點軌跡是直線,而當P點軌跡變?yōu)閳A時,即通常我們所說的“阿氏圓”問題.
【最值原理】兩點之間線段最短及垂線段最短解題。
例1. (2023·安徽·九年級期末)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C為圓心、3為半徑作⊙C,P為⊙C上一動點,連接AP、BP,則AP+BP的最小值為( )
A.7B.5C.D.
【答案】B
【詳解】思路引領:如圖,在CA上截取CM,使得CM=1,連接PM,PC,BM.利用相似三角形的性質證明MPPA,可得AP+BP=PM+PB≥BM,利用勾股定理求出BM即可解決問題.
答案詳解:如圖,在CA上截取CM,使得CM=1,連接PM,PC,BM.
∵PC=3,CM=1,CA=9,∴PC2=CM?CA,∴,
∵∠PCM=∠ACP,∴△PCM∽△ACP,∴,
∴PMPA,∴AP+BP=PM+PB,
∵PM+PB≥BM,在Rt△BCM中,∵∠BCM=90°,CM=1,BC=7,
∴BM5,∴AP+BP≥5,∴AP+BP的最小值為5.故選:B.
例2. (2023·廣西中考真題)如圖,在Rt中,AB=AC=4,點E,F(xiàn)分別是AB,AC的中點,點P是扇形AEF的上任意一點,連接BP,CP,則BP+CP的最小值是_____.
【答案】.
【分析】在AB上取一點T,使得AT=1,連接PT,PA,CT.證明,推出==,推出PT=PB,推出PB+CP=CP+PT,根據(jù)PC+PT≥TC,求出CT即可解決問題.
【詳解】解:在AB上取一點T,使得AT=1,連接PT,PA,CT.
∵PA=2.AT=1,AB=4,∴PA2=AT?AB,∴=,
∵∠PAT=∠PAB,∴,∴==,∴PT=PB,∴PB+CP=CP+PT,
∵PC+PT≥TC,在Rt中,∵∠CAT=90°,AT=1,AC=4,
∴CT==,∴PB+PC≥,∴PB+PC的最小值為.故答案為.
【點睛】本題考查等腰直角三角形的性質,三角形相似的判定與性質,勾股定理的應用,三角形的三邊關系,圓的基本性質,掌握以上知識是解題的關鍵.
例3. (2023·四川成都·模擬預測)如圖,已知正方ABCD的邊長為6,圓B的半徑為3,點P是圓B上的一個動點,則的最大值為_______.
【答案】
【分析】如圖,連接,在上取一點,使得,進而證明,則在點P運動的任意時刻,均有PM=,從而將問題轉化為求PD-PM的最大值.連接PD,在△PDM中,PD-PM<DM,故當D、M、P共線時,PD-PM=DM為最大值,勾股定理即可求得.
【詳解】如圖,連接,在上取一點,使得,
,
在△PDM中,PD-PM<DM,當D、M、P共線時,PD-PM=DM為最大值,
四邊形是正方形
在中,故答案為:.
【點睛】本題考查了圓的性質,相似三角形的性質與判定,勾股定理,構造是解題的關鍵.
例4. (2023·浙江·舟山九年級期末)如圖,矩形中,,以B為圓心,以為半徑畫圓交邊于點E,點P是弧上的一個動點,連結,則的最小值為( )
A.B.C.D.
【答案】C
【分析】連接BP,取BE的中點G,連接PG,通過兩組對應邊成比例且夾角相等,證明,得到,則,當P、D、G三點共線時,取最小值,求出DG的長得到最小值.
【詳解】解:如圖,連接BP,取BE的中點G,連接PG,
∵,,∴,
∵G是BE的中點,∴,∴,
∵,∴,∴,∴,
則,當P、D、G三點共線時,取最小值,即DG長,
.故選:C.
【點睛】本題考查矩形和圓的基本性質,相似三角形的性質和判定,解題的關鍵是構造相似三角形將轉換成,再根據(jù)三點共線求出最小值.
例5. (2023·廣東·廣州市第二中學九年級階段練習)如圖,在平面直角坐標系中,A(2,0),B(0,2),C(4,0),D(5,3),點P是第一象限內一動點,且,則4PD+2PC的最小值為_______.
【答案】
【分析】取一點,連接OP,PT,TD,首先利用四點共圓證明,再利用相似三角形的性質證明,推出,根據(jù),過點D作交OC于點E,即可求出DT的最小值,即可得.
【詳解】解:如圖所示,取一點,連接OP,PT,TD,
∵A(2,0),B(0,2),C(4,0),∴OA=OB=2,OC=4,
以O為圓心,OA為半徑作,在優(yōu)弧AB上取一點Q,連接QB,QA,
∵,,∴,
∴A,P,B,Q四點共圓,∴,
∵,,,∴,∴,
∵,∴,∴,∴,
∴,過點D作交OC于點E,
∵D的坐標為(5,3),∴點E的坐標為(5,0),TE=4,∴
∵,∴,∴的最小值是,故答案為:.
【點睛】本題考查了四點共圓,相似三角形,勾股定理,三角形三邊關系,解題的關鍵是掌握這些知識點.
例6. (2023·浙江金華·一模)問題提出:
如圖1,在等邊△ABC中,AB=9,⊙C半徑為3,P為圓上一動點,連結AP,BP,求AP+BP的最小值
(1)嘗試解決:為了解決這個問題,下面給出一種解題思路,通過構造一對相似三角形,將BP轉化為某一條線段長,具體方法如下:(請把下面的過程填寫完整)
如圖2,連結CP,在CB上取點D,使CD=1,則有
又∵∠PCD=∠
△ ∽△
∴ ∴PD=BP
∴AP+BP=AP+PD
∴當A,P,D三點共線時,AP+PD取到最小值
請你完成余下的思考,并直接寫出答案:AP+BP的最小值為 .
(2)自主探索:如圖3,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P為矩形內部一點,且PB=4,則AP+PC的最小值為 .(請在圖3中添加相應的輔助線)
(3)拓展延伸:如圖4,在扇形COD中,O為圓心,∠COD=120°,OC=4.OA=2,OB=3,點P是上一點,求2PA+PB的最小值,畫出示意圖并寫出求解過程.
【答案】(1)BCP,PCD,BCP,;(2)2;(3)作圖與求解過程見解析,2PA+PB的最小值為.
【分析】(1)連結AD,過點A作AF⊥CB于點F,AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,AP+AD最小,當點A,P,D在同一條直線時,AP+AD最小,即可求解;
(2)在AB上截取BF=2,連接PF,PC,AB=8,PB=4,BF=2,證明△ABP∽△PBF,當點F,點P,點C三點共線時,AP+PC的值最小,即可求解;
(3)延長OC,使CF=4,連接BF,OP,PF,過點F作FB⊥OD于點M,確定,且∠AOP=∠AOP,△AOP∽△POF,當點F,點P,點B三點共線時,2AP+PB的值最小,即可求解.
【詳解】解:(1)如圖1,
連結AD,過點A作AF⊥CB于點F,
∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,
∴AP+AD最小,當點A,P,D在同一條直線時,AP+AD最小,即:AP+BP最小值為AD,
∵AC=9,AF⊥BC,∠ACB=60°∴CF=3,AF=;
∴DF=CF﹣CD=3﹣1=2,∴AD=,
∴AP+BP的最小值為;故答案為:;
(2)如圖2,
在AB上截取BF=2,連接PF,PC,∵AB=8,PB=4,BF=2,
∴,且∠ABP=∠ABP,∴△ABP∽△PBF,
∴,∴PF=AP,∴AP+PC=PF+PC,
∴當點F,點P,點C三點共線時,AP+PC的值最小,
∴CF=,
∴AP+PC的值最小值為2,故答案為:2;
(3)如圖3,延長OC,使CF=4,連接BF,OP,PF,過點F作FB⊥OD于點M,
∵OC=4,F(xiàn)C=4,∴FO=8,且OP=4,OA=2,
∴,且∠AOP=∠AOP∴△AOP∽△POF
∴,∴PF=2AP∴2PA+PB=PF+PB,
∴當點F,點P,點B三點共線時,2AP+PB的值最小,
∵∠COD=120°,∴∠FOM=60°,且FO=8,F(xiàn)M⊥OM
∴OM=4,F(xiàn)M=4,∴MB=OM+OB=4+3=7
∴FB=,∴2PA+PB的最小值為.
【點睛】本題主要考查了圓的有關知識,勾股定理,相似三角形的判定和性質,解本題的關鍵是根據(jù)材料中的思路構造出相似三角形..
例7. (2023·廣東·二模)(1)初步研究:如圖1,在△PAB中,已知PA=2,AB=4,Q為AB上一點且AQ=1,證明:PB=2PQ;(2)結論運用:如圖2,已知正方形ABCD的邊長為4,⊙A的半徑為2,點P是⊙A上的一個動點,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推廣:如圖3,已知菱形ABCD的邊長為4,∠A=60°,⊙A的半徑為2,點P是⊙A上的一個動點,求2PC?PB的最大值.
【答案】(1)見解析;(2)10;(3)
【分析】(1)證明△PAQ∽△BAP,根據(jù)相似三角形的性質即可證明PB=2PQ;
(2)在AB上取一點Q,使得AQ=1,由(1)得PB=2PQ,推出當點C、P、Q三點共線時,PC+PQ的值最小,再利用勾股定理即可求得2PC+PB的最小值;(3)作出如圖的輔助線,同(2)法推出當點P在CQ交⊙A的點P′時,PC?PQ的值最大,再利用勾股定理即可求得2PC?PB的最大值.
【詳解】解:(1)證明:∵PA=2,AB=4,AQ=1,∴PA2=AQ?AB=4.∴.
又∵∠A=∠A,∴△PAQ∽△BAP.∴.∴PB=2PQ;
(2)如圖,在AB上取一點Q,使得AQ=1,連接AP,PQ,CQ.
∴AP=2,AB=4,AQ=1.由(1)得PB=2PQ,∴2PC+PB=2PC+2PQ=2(PC+PQ).
∵PC+PQ≥QC,∴當點C、P、Q三點共線時,PC+PQ的值最?。?br>∵QC==5,∴2PC+PB=2(PC+PQ)≥10.∴2PC+PB的最小值為10.
(3)如圖,在AB上取一點Q,使得AQ=1,連接AP,PQ,CQ,延長CQ交⊙A于點P′,過點C作CH垂直AB的延長線于點H.易得AP=2,AB=4,AQ=1.
由(1)得PB=2PQ,∴2PC?PB=2PC?2PQ=2(PC?PQ) ,
∵PC?PQ≤QC,∴當點P在CQ交⊙A的點P′時,PC?PQ的值最大.
∵QC= =,∴2PC?PB=2(PC?PQ)≤2.∴2PC?PB的最大值為2.
【點睛】本題考查了圓有關的性質,正方形的性質,菱形的性質,相似三角形的判定和性質、兩點之間線段最短等知識,解題的關鍵是學會構建相似三角形解決問題,學會用轉化的思想思考問題,把問題轉化為兩點之間線段最短解決.
例8. (2023·江蘇·蘇州九年級階段練習)閱讀以下材料,并按要求完成相應的任務.
已知平面上兩點,則所有符合且的點會組成一個圓.這個結論最先由古希臘數(shù)學家阿波羅尼斯發(fā)現(xiàn),稱阿氏圓.
阿氏圓基本解法:構造三角形相似.
【問題】如圖1,在平面直角坐標中,在軸,軸上分別有點,點是平面內一動點,且,設,求的最小值.
阿氏圓的關鍵解題步驟:
第一步:如圖1,在上取點,使得;
第二步:證明;第三步:連接,此時即為所求的最小值.
下面是該題的解答過程(部分):
解:在上取點,使得,
又.
任務:將以上解答過程補充完整.如圖2,在中,為內一動點,滿足,利用中的結論,請直接寫出的最小值.
【答案】(1)(2).
【分析】 ⑴ 將PC+kPD轉化成PC+MP,當PC+kPD最小,即PC+MP最小,圖中可以看出當C、P、M共線最小,利用勾股定理求出即可;
⑵ 根據(jù)上一問得出的結果,把圖2的各個點與圖1對應代入,C對應O,D對應P,A對應C,B對應M,當D在AB上時為最小值,所以= =
【詳解】解,
,當取最小值時,有最小值,即三點共線時有最小值,利用勾股定理得
的最小值為,
提示:,,的最小值為.
【點睛】此題主要考查了新定義的理解與應用,快速準確的掌握新定義并能舉一反三是解題的關鍵.
課后專項訓練
1. (2023·福建南平九年級期中)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C為圓心、3為半徑作⊙C,P為⊙C上一動點,連接AP、BP,則AP+BP的最小值為( )
A.3.B.4C.3D.5
【答案】D
【分析】作輔助線構造相似三角形,進而找到P在何時會使得AP+BP有最小值,進而得到答案.
【詳解】解:如圖,連接CP,作PE交AC于點E,使
∵ ∴∽ ∴ ∵ ∴
∴,當B、P、E三點共線,即P運動時有最小值EB
∵ ∴ ∴ ∴的最小值為 故選:D.
【點睛】本題考查相似三角形,解直角三角形;懂得依題意作輔助線構造相似三角形是解題的關鍵.
2. (2023·江蘇·無錫市九年級期中)如圖,⊙O與y軸、x軸的正半軸分別相交于點M、點N,⊙O半徑為3,點A(0,1),點B(2,0),點P在弧MN上移動,連接PA,PB,則3PA+PB的最小值為 ___.
【答案】
【分析】如圖,在y軸上取一點C(0,9),連接PC, 根據(jù),∠AOP是公共角,可得△AOP∽△POC,得PC=3PA,當B,C,P三點共線時,3PA+PB的值最小為BC,利用勾股定理求出BC的長即可得答案.
【詳解】如圖,在y軸上取一點C(0,9),連接PC,
∵⊙O半徑為3,點A(0,1),點B(2,0),∴OP=3,OA=1,OB=2,OC=9,
∵,∠AOP是公共角,∴△AOP∽△POC,∴PC=3PA,
∴3PA+PB=PC+PB,∴當B,C,P三點共線時,3PA+PB最小值為BC,
∴BC===,∴3PA+PB的最小值為.故答案為:
【點睛】本題主要考查相似三角形的判定與性質及最小值問題,正確理解C、P、B三點在同一條直線上時3PA+PB有最小值,熟練掌握相似三角形的判定定理是解題關鍵.
3. (2023·陜西·三模)如圖,在四邊形中, ,對角線,設,則的最小值為 ___________.
【答案】##
【分析】如圖,過點作于點,過點作交的延長線于點,在的上方構造,使得,取的中點,連接.由,推出,設,則,由勾股定理求得,根據(jù)兩點之間線段最短可得的最小值,進而根據(jù),即可求解.
【詳解】解:如圖,過點作于點,過點作交的延長線于點,在的上方構造,使得,取的中點,連接.
在中,,∴,∵,∴,
∵,∴四邊形是矩形,∴,,
∵,∴,∴設,則,
∵,∴,∵,∴,∴,
∵,∴AD的最小值為,
∵,∴k是最小值為.故答案為:.
【點睛】本題考查軸對稱問題,勾股定理,相似三角形的性質等知識,解題的關鍵是相似構造相似三角形解決問題.
4. (2023·湖北武漢·模擬預測)【新知探究】新定義:平面內兩定點 A, B ,所有滿足 ? k ( k 為定值)的 P 點形成的圖形是圓,我們把這種圓稱之為“阿氏圓”,
【問題解決】如圖,在△ABC 中,CB ? 4 , AB? 2AC ,則△ABC 面積的最大值為_____.
【答案】
【分析】以A為頂點,AC為邊,在△ABC外部作∠CAP=∠ABC,AP與BC的延長線交于點P,證出△APC∽△BPA,列出比例式可得BP=2AP,CP=AP,從而求出AP、BP和CP,即可求出點A的運動軌跡,最后找出距離BC最遠的A點的位置即可求出結論.
【詳解】解:以A為頂點,AC為邊,在△ABC外部作∠CAP=∠ABC,AP與BC的延長線交于點P,
∵∠APC=∠BPA, AB? 2AC∴△APC∽△BPA,
∴∴BP=2AP,CP=AP
∵BP-CP=BC=4∴2AP-AP=4解得:AP=∴BP=,CP=,即點P為定點
∴點A的軌跡為以點P為圓心,為半徑的圓上,如下圖所示,過點P作BC的垂線,交圓P于點A1,此時A1到BC的距離最大,即△ABC的面積最大
S△A1BC=BC·A1P=×4×=即△ABC面積的最大值為故答案為:.
【點睛】此題考查的是相似三角形的判定及性質、確定點的運動軌跡和求三角形的面積,掌握相似三角形的判定及性質、圓的定義和三角形的面積公式是解決此題的關鍵.
5. (2023·浙江·九年級期中)如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E分別是邊BC、AC上的兩個動點,且DE=4,P是DE的中點,連接PA,PB,則PA+PB的最小值為 .
【解答】解:如圖,在CB上取一點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.
6. (2023·江蘇·蘇州九年級階段練習)如圖,正方形ABCD的邊長為4,點E為邊AD上一個動點,點F在邊CD上,且線段EF=4,點G為線段EF的中點,連接BG、CG,則BG+CG的最小值為 _____.
【答案】5
【分析】因為DG=EF=2,所以G在以D為圓心,2為半徑圓上運動,取DI=1,可證△GDI∽△CDG,從而得出GI=CG,然后根據(jù)三角形三邊關系,得出BI是其最小值
【詳解】解:如圖,
在Rt△DEF中,G是EF的中點,
∴DG=,∴點G在以D為圓心,2為半徑的圓上運動,
在CD上截取DI=1,連接GI,
∴==,∴∠GDI=∠CDG,∴△GDI∽△CDG,
∴=,∴IG=,∴BG+=BG+IG≥BI,
∴當B、G、I共線時,BG+CG最?。紹I,
在Rt△BCI中,CI=3,BC=4,∴BI=5,故答案是:5.
【點睛】本題考查了相似三角形的性質與判定,圓的概念,求得點的運動軌跡是解題的關鍵.
7. (2023·山西·九年級專題練習)如圖,在中,,以點B為圓心作圓B與相切,點P為圓B上任一動點,則的最小值是___________.
【答案】
【分析】作BH⊥AC于H,取BC的中點D,連接PD,如圖,根據(jù)切線的性質得BH為⊙B的半徑,再根據(jù)等腰直角三角形的性質得到BHAC,接著證明△BPD∽△BCP得到PDPC,所以PAPC=PA+PD,而PA+PD≥AD(當且僅當A、P、D共線時取等號),從而計算出AD得到PA的最小值.
【詳解】解:作BH⊥AC于H,取BC的中點D,連接PD,如圖,
∵AC為切線,∴BH為⊙B的半徑,∵∠ABC=90°,AB=CB=2,
∴ACBA=2,∴BHAC,∴BP,
∵,,而∠PBD=∠CBP,∴△BPD∽△BCP,
∴,∴PDPC,∴PAPC=PA+PD,
而PA+PD≥AD(當且僅當A、P、D共線時取等號),
而AD,∴PA+PD的最小值為,即PA的最小值為.故答案為:.
【點睛】本題考查了切線的性質:圓的切線垂直于經(jīng)過切點的半徑.解決問題的關鍵是利用相似比確定線段PDPC.也考查了等腰直角三角形的性質.
8. (2023·湖北·九年級專題練習)如圖,已知正方形ABCD的邊長為4,⊙B的半徑為2,點P是⊙B上的一個動點,則PD﹣PC的最大值為_____.
【答案】5
【詳解】分析: 由PD?PC=PD?PG≤DG,當點P在DG的延長線上時,PD?PC的值最大,最大值為DG=5.
詳解: 在BC上取一點G,使得BG=1,如圖,
∵,,∴,
∵∠PBG=∠PBC,∴△PBG∽△CBP,∴,∴PG=PC,
當點P在DG的延長線上時,PD?PC的值最大,最大值為DG==5.故答案為5
點睛: 本題考查圓綜合題、正方形的性質、相似三角形的判定和性質等知識,解題的關鍵是學會構建相似三角形解決問題,學會用轉化的思想思考問題,把問題轉化為兩點之間線段最短解決,題目比較難,屬于中考壓軸題.
9. (2023·北京·九年級專題練習)如圖,邊長為4的正方形,內切圓記為⊙O,P是⊙O上一動點,則PA+PB的最小值為________.
【答案】
【分析】PA+PB=(PA+PB),利用相似三角形構造PB即可解答.
【詳解】解:設⊙O半徑為r,
OP=r=BC=2,OB=r=2,取OB的中點I,連接PI,∴OI=IB=,
∵, ,∴ ,∠O是公共角,∴△BOP∽△POI,
∴,∴PI=PB,∴AP+PB=AP+PI,
∴當A、P、I在一條直線上時,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=.故答案是.
【點睛】本題是“阿氏圓”問題,解決問題的關鍵是構造相似三角形.
10. (2023·山東·九年級專題練習)如圖,在中,,,,圓C半徑為2,P為圓上一動點,連接最小值__________.最小值__________.
【答案】 ; .
【分析】如圖,連接CP,在CB上取點D,使CD=1,連結AD,可證△PCD∽△BCP.可得PD=BP,當點A,P,D在同一條直線時,AP+BP的值最小,在Rt△ACD中,由CD=1,CA=6,根據(jù)勾股定理AD==即可;在AC上取CE=,△PCE∽△ACP.可得PE=AP,當點B,P,E在同一條直線時,BP+AP的值最小,在Rt△BCE中,由CE=,CB=4,根據(jù)勾股定理BE=即可.
【詳解】解:如圖,連接CP,在CB上取點D,使CD=1,連結AD,
∵CP=2,BC=4,
∴,∴,
又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP.
∴,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD,
當點A,P,D在同一條直線時,AP+BP的值最小,
在Rt△ACD中,∵CD=1,CA=6,∴AD==,
∴AP+BP的最小值為.故答案為:
在AC上取CE=,連接CP,PE
∵∴
又∵∠PCE=∠ACP,∴△PCE∽△ACP.
∴,∴PE=AP,∴BP+AP=BP+PE,
當點B,P,E在同一條直線時,BP+AP的值最小,
在Rt△BCE中,∵CE=,CB=4,∴BD=,
∴BP+AP的最小值為.故答案為:.
【點睛】本題考查圓的性質,構造相似三角形解決比例問題,勾股定理,掌握圓的性質,相似三角形的判定與性質,勾股定理,關鍵是引輔助線準確作出圖形是解題關鍵.
11. (2023·重慶·九年級專題練習)(1)如圖1,已知正方形ABCD的邊長為9,圓B的半徑為6,點P是圓B上的一個動點,那么PD+的最小值為__,PD﹣的最大值為__.
(2)如圖2,已知菱形ABCD的邊長為4,∠B=60°,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,那么PD+的最小值為__,PD﹣的最大值為__.
【答案】
【分析】(1)如圖3中,在上取一點,使得,先證明,得到,所以,而(當且僅當、、共線時取等號),從而計算出得到的最小值,,而(當且僅當、、共線時取等號),從而計算出得到的最大值;
(2)如圖4中,在上取一點,使得,作交于點,解法同(1).
【詳解】(1)
如圖3中,在上取一點,使得,
,,,
,,
,,
(當且僅當、、共線時取等號),
的最小值為,
的最小值為,,
的最大值為,故答案為:,;
(2)如圖4中,在上取一點,使得,作交于點,
,,,
,,,,
(當且僅當、、共線時取等號),
的最小值為, 的最小值為,
在中,,,,,
在中,,的最小值為,
,的最大值為,故答案為:,.
【點睛】本題考查圓的綜合題、正方形的性質、菱形的性質、相似三角形的判定與性質,解決問題的關鍵是學會構建相似三角形解決問題.
12. (2023·江蘇淮安·九年級期中)問題提出:如圖1,在等邊△ABC中,AB=12,⊙C半徑為6,P為圓上一動點,連結AP,BP,求AP+BP的最小值.
(1)嘗試解決:為了解決這個問題,下面給出一種解題思路:如圖2,連接CP,在CB上取點D,使CD=3,則有==,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴=,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.請你完成余下的思考,并直接寫出答案:AP+BP的最小值為.
(2)自主探索:如圖1,矩形ABCD中,BC=7,AB=9,P為矩形內部一點,且PB=3,AP+PC的最小值為.(3)拓展延伸:如圖2,扇形COD中,O為圓心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,點P是上一點,求2PA+PB的最小值,畫出示意圖并寫出求解過程.
【答案】(1)AP+BP的最小值為3;(2)AP+PC的值最小值為5;(3)2PA+PB的最小值為,見解析.
【分析】(1)由等邊三角形的性質可得CF=6,AF=6,由勾股定理可求AD的長;
(2)在AB上截取BF=1,連接PF,PC,由,可證△ABP∽△PBF,可得PF=AP,即AP+PC=PF+PC,則當點F,點P,點C三點共線時,AP+PC的值最小,由勾股定理可求AP+PC的值最小值;
(3)延長OC,使CF=4,連接BF,OP,PF,過點F作FB⊥OD于點M,由,可得△AOP∽△POF,可得PF=2AP,即2PA+PB=PF+PB,則當點F,點P,點B三點共線時,2AP+PB的值最小,由勾股定理可求2PA+PB的最小值.
【詳解】解:(1)解:(1)如圖1,
連結AD,過點A作AF⊥CB于點F,
∵AP+BP=AP+PD,要使AP+BP最小,
∴AP+AD最小,當點A,P,D在同一條直線時,AP+AD最小,
即:AP+BP最小值為AD,
∵AC=12,AF⊥BC,∠ACB=60°∴CF=6,AF=6
∴DF=CF-CD=6-3=3∴AD==3
∴AP+BP的最小值為3
(2)如圖,
在AB上截取BF=1,連接PF,PC,∵AB=9,PB=3,BF=1
∴,且∠ABP=∠ABP,∴△ABP∽△PBF,
∴∴PF=AP∴AP+PC=PF+PC,
∴當點F,點P,點C三點共線時,AP+PC的值最小,
∴CF===5∴AP+PC的值最小值為5,
(3)如圖,
延長OC,使CF=4,連接BF,OP,PF,過點F作FB⊥OD于點M,
∵OC=4,F(xiàn)C=4,∴FO=8,且OP=4,OA=2,
∴,且∠AOP=∠AOP∴△AOP∽△POF
∴∴PF=2AP∴2PA+PB=PF+PB,
∴當點F,點P,點B三點共線時,2AP+PB的值最小,
∵∠COD=120°,∴∠FOM=60°,且FO=8,F(xiàn)M⊥OM
∴OM=4,F(xiàn)M=4∴MB=OM+OB=4+3=7
∴FB==∴2PA+PB的最小值為.
【點睛】此題是圓的綜合題,主要考查了圓的有關知識,勾股定理,相似三角形的判定和性質,極值的確定,還考查了學生的閱讀理解能力,解本題的關鍵是根據(jù)材料中的思路構造出相似三角形,也是解本題的難點.
13. (2023·湖北·九年級專題練習)(1)如圖1,已知正方形的邊長為4,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,求的最小值,的最小值,的最大值.
(2)如圖2,已知正方形的邊長為9,圓B的半徑為6,點P是圓B上的一個動點,求的最小值,的最大值,的最小值.
(3)如圖3,已知菱形的邊長為4,,圓B的半徑為2,點P是圓B上的一個動點,求的最小值和的最大值.的最小值
【答案】見詳解
【分析】(1)如圖1中,在BC上取一點G,使得BG=1.由△PBG∽△CBP,推出,推出PG=PC,推出PD+PC=DP+PG,由DP+PG≥DG,當D、G、P共線時,PD+PC的值最小,最小值為DG==5.由PD-PC=PD-PG≤DG,當點P在DG的延長線上時,PD-PC的值最大(如圖2中),最大值為DG=5;可以把轉化為4(),這樣只需求出的最小值,問題即可解決。
(2)如圖3中,在BC上取一點G,使得BG=4.解法類似(1);
(3)如圖4中,在BC上取一點G,使得BG=4,作DF⊥BC于F.解法類似(1);
【詳解】(1)如圖1中,在BC上取一點G,使得BG=1.
∴△PBG∽△CBP,
∵DP+PG≥DG,∴當D、G、P共線時,的值最小,最小值為DG==5.
當點P在DG的延長線上時,的值最大(如圖2中),最大值為DG=5.
如圖,連接BD,在BD上取一點F,使得BF=,作EF⊥BC
∵∴△PBF∽△PBD,∴PF=PD,
∴當C、F、P三點共線時會有FP+CP的最小值即PD+PC,
由圖可知,△BEF為等腰直角三角形,∴BF=,BE=EF=,
∴最小值為FC===
∴的最小值為:.
(2)如圖3中,在BC上取一點G,使得BG=4.
∴△PBG∽△CBP,
∵DP+PG≥DG,∴當D、G、P共線時,的值最小,最小值為DG== .
當點P在DG的延長線上時,的值最大,最大值為DG=.
(3)如圖4中,在BC上取一點G,使得BG=1,作DF⊥BC于F.
∴△PBG∽△CBP,
∵DP+PG≥DG,∴當D、G、P共線時,的值最小,最小值為DG.
在Rt△CDF中,∠DCF=60°,CD=4,∴DF=CD?sin60°=,CF=2,
在Rt△GDF中,DG== PC=PD-PG≤DG,
當點P在DG的延長線上時,的值最大(如圖2中),最大值為DG=
【點睛】本題考查圓綜合題、正方形的性質、菱形的性質、相似三角形的判定和性質、兩點之間線段最短等知識,解題的關鍵是學會構建相似三角形解決問題,學會用轉化的思想思考問題,把問題轉化為兩點之間線段最短解決,題目比較難,屬于中考壓軸題.
14. (2023·山東聊城·二模)如圖,拋物線經(jīng)過點,,直線AC的解析式為,且與y軸相交于點C,若點E是直線AB上的一個動點,過點E作軸交AC于點F.
(1)求拋物線的解析式;(2)點H是y軸上一動點,連結EH,HF,當點E運動到什么位置時,四邊形EAFH是矩形?求出此時點E,H的坐標;(3)在(2)的前提下,以點E為圓心,EH長為半徑作圓,點M為上以動點,求的最小值.
【答案】(1);(2),;(3)
【分析】(1)直接利用待定系數(shù)法求解即可(2)先利用待定系數(shù)法求出直線的解析式,可判斷出,當四邊形是平行四邊形時,可使四邊形是矩形,分別設出點,點,點的坐標,在利用中點坐標公式求解即可;(3)先去的中點,進而判斷出,即可得出,連接交圓于點,再求出點的坐標即可得出結論.
【詳解】(1)將點,代入拋物線得:
解得:∴拋物線的解析式為.
(2)如圖:
設直線的解析式為則∴∴直線的解析式為
又∵直線的解析式為∴
∴當四邊形是平行四邊形時,可使四邊形是矩形,此時對角線與互相平分
設,則
∵∴解得∴,
(3)如圖:由(2)知,,∴,
設交于點,取的中點,則
設,∴.
∴或(舍去).∴
∵∴
連接交于點,連接EM.則∴
又∵∴∵∴
∴∴∴∴的最小值為.
【點睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,主要考查了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,平行四邊形的性質,矩形的性質,相似三角形的判定和性質,中點坐標公式,極值的確定,解題關鍵是熟練掌握待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,利用中點坐標公式構建方程,以及構造相似三角形.
15. (2023·江蘇泰州·一模)如圖,已知中,,,,是上的一點,,點是線段上的一個動點,沿折疊,點與重合,連接.
(1)求證:;(2)若點是上的一點,且,①若與的面積比是,請用無刻度的直尺和圓規(guī)在圖(2)中作出折疊后的(保留作圖痕跡,不寫作法);②求的最小值.
【答案】(1)見解析(2)①見解析;②
【分析】(1)由,,得,又因為∠C′AB=∠EAC′即可得出結論;
(2)①設C′到AB的距離為hE , C′到BC的距離為hF,根據(jù)面積比得出hE=hF,從而得點C′在∠ABC的平分線上,作∠ABC的平分線BC′,以點A為圓心,AC為半徑作弧形,交BC′于C′,再作∠CAC′的平分線AD,交BC于D,連接AC′,DC′,則得△AC′D;
②由(1)知:△AEC′∽△AC′B,得=,所以EC′=BC′,又因為BC′+FC′=(BC′+FC′)= (EC′+FC′),所以當E、C′、F三點共線時,EC′+FC′最短,即EC′+FC′=EF,此時BC′+FC′的最小值為EF,在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC=,過點E作EG⊥CB于G,證△EBG∽△ABC,得,則可求出BG=,EG=,從而求得GF=BG-BF=,在Rt△EGF中,由勾股定理得:EF=,即可求解.
(1)解:依題意可得AC' = AC= 6,AE= AB- BE= 9-5=4,
∴,,∴,
∵∠C′AB=∠EAC′,∴△AEC′∽△AC′B;
(2)解:①設C′到AB的距離為hE , C′到BC的距離為hF,
∵,∴hE=hF,∴點C′在∠ABC的平分線上,
作∠ABC的平分線BC′,以點A為圓心,AC為半徑作弧形,交BC′于C′,再作∠CAC′的平分線AD,交BC于D,連接AC′,DC′,則△AC′D即為折疊后的三角形;
如圖所示:
②如圖,由(1)知:△AEC′∽△AC′B,
∴=,∴EC′=BC′,
∵BC′+FC′=(BC′+FC′)= (EC′+FC′),
當E、C′、F三點共線時,EC′+FC′最短,即EC′+FC′=EF,
∴BC′+FC′的最小值為EF,
在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC=,
過點E作EG⊥CB于G,∴∠C=∠EGB=90°,∴ACEG,∴△EBG∽△ABC,
∴,∴,∴BG=,EG=,
∵BF=,∴GF=BG-BF=,
在Rt△EGF中,由勾股定理得:EF===,
∴BC′+FC′=EF=×=,∴BC′+FC′的最小值為.
【點睛】本題考查折疊問題,尺規(guī)作圖:作角平分線,相似三角形的判定與性質,勾股定理,最短距離問題,本題綜合性強,難度較大.
16. (2023·廣東·九年級專題練習)如圖1,已知正方形ABCD,AB=4,以頂點B為直角頂點的等腰Rt△BEF繞點B旋轉,BE=BF=,連接AE,CF.
(1)求證:△ABE≌△CBF.(2)如圖2,連接DE,當DE=BE時,求S△BCF的值.(S△BCF表示△BCF的面積)(3)如圖3,當Rt△BEF旋轉到正方形ABCD外部,且線段AE與線段CF存在交點G時,若M是CD的中點,P是線段DG上的一個動點,當滿足MP+PG的值最小時,求MP的值.
【答案】(1)見解析(2)2或6(3)
【分析】(1)由“SAS”可證△ABE≌△CBF;
(2)由“SSS”可證△ADE≌△ABE,可得∠DAE=∠BAE=45°,可證AH=EH,由勾股定理可求BE的長,即可求解;(3)先確定點P的位置,過點B作BQ⊥CF于Q,由勾股定理可求CE的長,由平行線分線段成比例可求解.
(1)證明:∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠ABC=90°,
∵∠EBF=90°=∠ABC,∴∠ABE=∠CBF,
又∵BE=BF,AB=BC,在△ABE和△CBF中,
,∴△ABE≌△CBF(SAS);
(2)解:如圖2,過點E作EH⊥AB于H,
∵△ABE≌△CBF,∴S△ABE=S△CBF,
∵AD=AB,AE=AE,DE=BE,∴△ADE≌△ABE(SSS),
∴∠DAE=∠BAE=45°,
∵EH⊥AB,∴∠EAB=∠AEH=45°,∴AH=EH,
∵BE2=BH2+EH2,∴10=EH2+(4﹣EH)2,∴EH=1或3,
當EH=1時∴S△ABE=S△BCF=AB×EH=×4×1=2,
當EH=3時∴S△ABE=S△BCF=AB×EH=×4×3=6,∴S△BCF的值是2或6;
(3)解:如圖3,過點P作PK⊥AE于K,
由(1)同理可得△ABE≌△CBF,∴∠EAB=∠BCF,
∵∠BAE+∠CAE+∠ACB=90°,∴∠BCF+∠CAE+∠ACB=90°,∴∠AGC=90°,
∵∠AGC=∠ADC=90°,∴點A,點G,點C,點D四點共圓,∴∠ACD=∠AGD=45°,
∵PK⊥AG,∴∠PGK=∠GPK=45°,
∴PK=GK=PG,∴MP+PG=MP+PK,
∴當點M,點P,點K三點共線時,且點E,點G重合時,MP+PG值最小,即MP+PG最小,
如圖4,過點B作BQ⊥CF于Q,
∵BE=BF=,∠EBF=90°,BQ⊥EF,∴EF=2,BQ=EQ=FQ=,
∵CQ=,∴CE=CQ﹣EQ=,
∵MK⊥AE,CE⊥AE,∴MK∥CE,∴,
又∵M是CD的中點,∴DC=2DM,∴MP=CE=.
【點睛】本題主要考查勾股定理、全等三角形的性質與判定、正方形的性質及圓的基本性質,熟練掌握勾股定理、全等三角形的性質與判定、正方形的性質及圓的基本性質是解題的關鍵.
17. (2023·河北·九年級專題練習)如圖1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圓C的半徑為2,點P為圓上一動點,連接AP,BP,求:
①,②,③,④的最小值.
【答案】①;②;③;④.
【分析】①在CB上取點D,使,連接CP、DP、AD.根據(jù)作圖結合題意易證,即可得出,從而推出,說明當A、P、D三點共線時,最小,最小值即為長.最后在中,利用勾股定理求出AD的長即可;
②由,即可求出結果;
③在CA上取點E,使,連接CP、EP、BE.根據(jù)作圖結合題意易證,即可得出,從而推出,說明當B、P、E三點共線時,最小,最小值即為長.最后在中,利用勾股定理求出BE的長即可;
④由,即可求出結果.
【詳解】解:①如圖,在CB上取點D,使,連接CP、DP、AD.
∵,,,∴.
又∵,∴,
∴,即,∴,
∴當A、P、D三點共線時,最小,最小值即為長.
∵在中,.∴的最小值為;
②∵,∴的最小值為;
③如圖,在CA上取點E,使,連接CP、EP、BE.
∵,,,∴.
又∵,∴,∴,即,∴,
∴當B、P、E三點共線時,最小,最小值即為長.
∵在中,.∴的最小值為;
④∵,∴的最小值為.
【點睛】本題考查圓的基本性質,相似三角形的判定和性質,勾股定理.正確的作出輔助線,并且理解三點共線時線段最短是解答本題的關鍵.
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