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中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

 刀丛里觅诗 2018-06-22

“圆”是初中数学最重要的知识点之一,纵观近几年中考数学,除了填空选择关于圆的计算以及解答题关于圆的证明以外,常常会以压轴题的形式考察圆的重要性质,往往这类题目中明明图形中没有出现“圆”,但是解题中必须用到“圆”的知识点,像这样的题我们称之为“隐形圆模型”,这一模型各省几乎每年中考都会出现。

类型一 四点共圆

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

常用:圆内接四边形对角互补

同弦所对的圆周角相等

例1:如图 1,等边△ABC中,AB=6,PAB上一动点,PDBCPEAC,则 DE的最小值为?

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:因为∠PEC=∠PDC=90°,故四边形 PDCE对角互补,故 PDCE四点共圆,如图 2。∠EOD=2∠ECD=120°,要使得 DE最小,则要使圆的半径 最小,故直径 PC最小,当 CPAB时,PC最短为3√3,则可求出DE=9/2。


例2:如图,正方形 ABCD 绕点 A 逆时针旋转到正方形 APQR,连接 CQ,延长 BP 交于 CQ 于点 E,求证:E 是线段 CQ 的中点

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:因为 AC=AQ,AB=AP 且∠BAP=∠CAQ(旋转角相等)故△APB∽△AQC,故∠ABP=∠ACQ ,又因为∠1=∠2,故 A、B、C、E 四点共圆(如图 2),因为∠ABC=90°,故 AC 是直径,故∠AEC=90°,又因为 AQ=AC,所以 AE 垂直且平分 QC(三线合一)


类型二 定义—动点到定点等于定长

同一个端点处有多条相等线段时,要想到构造圆。

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

例:1:如图 1,四边形 ABCD 中,AB=AC=AD,若∠CAD=76°,则∠CBD= 度。

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简答:如图 2,因为 AB=AC=AD,故 B、C、D 三点在以 A 为圆心的圆上,故∠CBD= 1/2∠CAD=38°


例2:如图 1,长 2 米的梯子 AB 竖直放在墙角,在沿着墙角缓慢下滑直至水平地面过程中,梯子 AB 的中点 P 的移动轨迹长度为?

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中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:由斜边上的中点等于斜边的一半可知,OP=1,动点P到定点O的距离始终等于1, 满足圆的定义(到定点的距离等于定长的点的集合叫做圆),故P的运动轨迹是圆弧,圆心角为 90°,轨迹长度为四分之一圆的长度。


例3:如图 ,在矩形 ABCD 中,AB=2,AD=3,点 E,F 分别为 AD、DC 边上的点,且 EF=2,G 为 EF 的中点,P 为 BC 边上一动点,则 PA+PG 的最小值为?

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:G 的运动轨迹为圆,求 AP+PG 典型的“将军饮马”问题,故做 A 关于 BC 的对称点A',则 AP+PG=A'P+PG,当 A'、P、G 三点共线时,最短,又因为 A'为固定点,G 在圆上运动,可知当 A'、G、D 三点共线时, A'G 最短,为 4

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单


例4:如图 1,在 Rt△ABC 中,∠C=90°,AC=7,BC=8,点 F 在边 AC 上,并且 CF=2,点 E为边 BC 上的动点,将△CEF 沿直线 EF 翻折,点 C 落在点 P 处,则点 P 到边 AB 距离的最小值是?

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:E 是动点,导致 EF、EC、EP 都在变化,但是 FP=FC=2 不变,故 P 点到 F 点的距离永远等于 2,故 P 在⊙F 上运动,如图 2。由垂线段最短可知,FH⊥AB 时,FH 最短, 当 F、P、H 三点共线时,PH 最短,又因为△AFH∽△ABC,所以 AF:FH:AH=5:4:3,又因为 AF=5,故 FH=4,又因为 FP=2,故 PH 最短为 2

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单


类型三 直角所对的是直径

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

例1:如图 1,Rt△ABC 中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P 是△ABC 内部的一个动点,且始终有AP⊥BP,则线段 CP 长的最小值为?

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:如图 2,因为 AP⊥BP,∠P=90°(定角),AB=6(定弦),故 P 在以 AB 为直径的⊙H 上 , 当 H 、 P 、 C 三 点 共 线 时 CP 最 短 ,HB=3,BC=4 则 HC=5, 故 CP=5-3=2 。


例2:在△ABC 中,∠ABC=90,AB=6,BC=8,O 为 AC 的中点,过 O 作 OE⊥OF,OE、OF 分别交射线 AB,BC 于 E、F,则 EF 的最小值为?

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:因为∠EOF=90°,∠C=90°,故 C、O 均在以 EF 为直径的圆上(也称四点共圆),因为 EF 是圆的直径,O、C 均在圆上,且 OC 长度固定,要使得 EF 最短,则圆最小,要使圆最小,由于OC 为固定长度,则 OC 为直径时,圆最小,此时 CO=EF=OA=OB=5(斜边上中线等于斜边一半)


类型四 定弦对定角

同弦所对的圆周角相等

同弦所对的圆周角等于圆心角的一半

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

例1:如图 1,△ABC为等边三角形,AB=2,若 P为△ABC内一动点,且满足∠APC=150°,则线段 PB长度的最小值为 。

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:因为 AC定长、∠APC=150°定角,故满足“定弦定角模型”,P在圆上,圆周角∠APC=150°,通过简单推导可知圆心角∠AOC=60°,故以 AC为边向下作等边△AOC,以 O为圆心,OA为半径作⊙OP在⊙O上。当 BPO三点共线时,BP最短.


例2:如图 1 所示,边长为 2 的等边△ABC的顶点B 在 x轴的正半轴上移动,∠BOD=30°,顶点 A在射线 OD上移动,则顶点 C到原点 O的最大距离为 。

中考数学“隐形圆模型”,“圆”来如此简单

简答:因为∠AOB=30°(定角),AB=2(定弦),故 ABO三点共圆,圆心角为 60°,故以 AB为边向 O方向作等边△ABQ,∠AQB=60°为圆心角,Q为圆心,以 QA为半径作⊙ Q( 如 图 2 ), 可 知 当 OCAB时 , OC距 离 最 大 。


“隐圆”破解策略

牢记口诀:定点定长走圆周,定线定角跑双弧。直角必有外接圆,对角互补也共圆。

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