
【模型背景】已知平面上兩點(diǎn)A、B,則所有滿足 PA=k·PB(k≠1)的點(diǎn)P的軌跡是一個(gè)圓,這個(gè)軌跡最早由古希臘數(shù)學(xué)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(diǎn) A、B都在⊙O 外,P為⊙O上一動點(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?
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(zhuǎn)化為 “PA+PC”的最小值,
其中與A與C為定點(diǎn),P為動點(diǎn),故當(dāng)A、P、C三點(diǎn)共線時(shí),“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(diǎn)軌跡是直線,而當(dāng)P點(diǎn)軌跡變?yōu)閳A時(shí),即通常我們所說的“阿氏圓”問題.
【最值原理】兩點(diǎn)之間線段最短及垂線段最短解題。
例1.(2022·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(diǎn),連接AP、BP,則AP+BP的最小值為( )
A.7B.5C.D.
例2.(2020·廣西中考真題)如圖,在Rt中,AB=AC=4,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是AB,AC的中點(diǎn),點(diǎn)P是扇形AEF的上任意一點(diǎn),連接BP,CP,則BP+CP的最小值是_____.
例3.(2022·四川成都·模擬預(yù)測)如圖,已知正方ABCD的邊長為6,圓B的半徑為3,點(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動點(diǎn),則的最大值為_______.
例4.(2022·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(diǎn)E,點(diǎn)P是弧上的一個(gè)動點(diǎn),連結(jié),則的最小值為( )
A.B.C.D.
例5.(2022·廣東·廣州市第二中學(xué)九年級階段練習(xí))如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,A(2,0),B(0,2),C(4,0),D(5,3),點(diǎn)P是第一象限內(nèi)一動點(diǎn),且,則4PD+2PC的最小值為_______.
例6.(2021·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(diǎn),連結(jié)AP,BP,求AP+BP的最小值
(1)嘗試解決:為了解決這個(gè)問題,下面給出一種解題思路,通過構(gòu)造一對相似三角形,將BP轉(zhuǎn)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(jié)CP,在CB上取點(diǎn)D,使CD=1,則有
又∵∠PCD=∠
△ ∽△
∴ ∴PD=BP
∴AP+BP=AP+PD
∴當(dāng)A,P,D三點(diǎn)共線時(shí),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(nèi)部一點(diǎn),且PB=4,則AP+PC的最小值為 .(請?jiān)趫D3中添加相應(yīng)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(diǎn)P是上一點(diǎn),求2PA+PB的最小值,畫出示意圖并寫出求解過程.
例7.(2022·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(diǎn)且AQ=1,證明:PB=2PQ;(2)結(jié)論運(yùn)用:如圖2,已知正方形ABCD的邊長為4,⊙A的半徑為2,點(diǎn)P是⊙A上的一個(gè)動點(diǎn),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(diǎn)P是⊙A上的一個(gè)動點(diǎn),求2PC?PB的最大值.
例8.(2022·江蘇·蘇州九年級階段練習(xí))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),則所有符合且的點(diǎn)會組成一個(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),稱阿氏圓.
阿氏圓基本解法:構(gòu)造三角形相似.
【問題】如圖1,在平面直角坐標(biāo)中,在軸,軸上分別有點(diǎn),點(diǎn)是平面內(nèi)一動點(diǎn),且,設(shè),求的最小值.
阿氏圓的關(guān)鍵解題步驟:
第一步:如圖1,在上取點(diǎn),使得;
第二步:證明;第三步:連接,此時(shí)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(diǎn),使得,
又.
任務(wù):將以上解答過程補(bǔ)充完整.如圖2,在中,為內(nèi)一動點(diǎn),滿足,利用中的結(jié)論,請直接寫出的最小值.
課后專項(xiàng)訓(xùn)練
1.(2022·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(diǎn),連接AP、BP,則AP+BP的最小值為( )
A.3.B.4C.3D.5
2.(2022·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(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,連接PA,PB,則3PA+PB的最小值為 ___.
3.(2022·陜西·三模)如圖,在四邊形中, ,對角線,設(shè),則的最小值為 ___________.
4.(2022·湖北武漢·模擬預(yù)測)【新知探究】新定義:平面內(nèi)兩定點(diǎn) A, B ,所有滿足 ? k ( k 為定值)的 P 點(diǎn)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.(2022·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(gè)動點(diǎn),且DE=4,P是DE的中點(diǎn),連接PA,PB,則PA+PB的最小值為 .
6.(2022·江蘇·蘇州九年級階段練習(xí))如圖,正方形ABCD的邊長為4,點(diǎn)E為邊AD上一個(gè)動點(diǎn),點(diǎn)F在邊CD上,且線段EF=4,點(diǎn)G為線段EF的中點(diǎn),連接BG、CG,則BG+CG的最小值為 _____.
7.(2022·山西·九年級專題練習(xí))如圖,在中,,以點(diǎn)B為圓心作圓B與相切,點(diǎn)P為圓B上任一動點(diǎn),則的最小值是___________.
8.(2022·湖北·九年級專題練習(xí))如圖,已知正方形ABCD的邊長為4,⊙B的半徑為2,點(diǎn)P是⊙B上的一個(gè)動點(diǎn),則PD﹣PC的最大值為_____.
9.(2022·北京·九年級專題練習(xí))如圖,邊長為4的正方形,內(nèi)切圓記為⊙O,P是⊙O上一動點(diǎn),則PA+PB的最小值為________.
10.(2022·山東·九年級專題練習(xí))如圖,在中,,,,圓C半徑為2,P為圓上一動點(diǎn),連接最小值__________.最小值__________.
11.(2022·重慶·九年級專題練習(xí))(1)如圖1,已知正方形ABCD的邊長為9,圓B的半徑為6,點(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動點(diǎn),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(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動點(diǎn),那么PD+的最小值為__,PD﹣的最大值為__.
12.(2022·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(diǎn),連結(jié)AP,BP,求AP+BP的最小值.
(1)嘗試解決:為了解決這個(gè)問題,下面給出一種解題思路:如圖2,連接CP,在CB上取點(diǎn)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(nèi)部一點(diǎn),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(diǎn)P是上一點(diǎn),求2PA+PB的最小值,畫出示意圖并寫出求解過程.
13.(2022·湖北·九年級專題練習(xí))(1)如圖1,已知正方形的邊長為4,圓B的半徑為2,點(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動點(diǎn),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(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動點(diǎn),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(diǎn)P是圓B上的一個(gè)動點(diǎn),求的最小值和的最大值.的最小值
14.(2022·山東聊城·二模)如圖,拋物線經(jīng)過點(diǎn),,直線AC的解析式為,且與y軸相交于點(diǎn)C,若點(diǎn)E是直線AB上的一個(gè)動點(diǎn),過點(diǎn)E作軸交AC于點(diǎn)F.
(1)求拋物線的解析式;(2)點(diǎn)H是y軸上一動點(diǎn),連結(jié)EH,HF,當(dāng)點(diǎn)E運(yùn)動到什么位置時(shí),四邊形EAFH是矩形?求出此時(shí)點(diǎn)E,H的坐標(biāo);(3)在(2)的前提下,以點(diǎn)E為圓心,EH長為半徑作圓,點(diǎn)M為上以動點(diǎn),求的最小值.
15.(2022·江蘇泰州·一模)如圖,已知中,,,,是上的一點(diǎn),,點(diǎn)是線段上的一個(gè)動點(diǎn),沿折疊,點(diǎn)與重合,連接.
(1)求證:;(2)若點(diǎn)是上的一點(diǎn),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.(2022·廣東·九年級專題練習(xí))如圖1,已知正方形ABCD,AB=4,以頂點(diǎn)B為直角頂點(diǎn)的等腰Rt△BEF繞點(diǎn)B旋轉(zhuǎn),BE=BF=,連接AE,CF.
(1)求證:△ABE≌△CBF.(2)如圖2,連接DE,當(dāng)DE=BE時(shí),求S△BCF的值.(S△BCF表示△BCF的面積)(3)如圖3,當(dāng)Rt△BEF旋轉(zhuǎn)到正方形ABCD外部,且線段AE與線段CF存在交點(diǎn)G時(shí),若M是CD的中點(diǎn),P是線段DG上的一個(gè)動點(diǎn),當(dāng)滿足MP+PG的值最小時(shí),求MP的值.
17.(2022·河北·九年級專題練習(xí))如圖1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圓C的半徑為2,點(diǎn)P為圓上一動點(diǎn),連接AP,BP,求:
①,②,③,④的最小值.
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