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2019年中考数学压轴题分析——最短路径问题5:圆形轨迹

 Hi老刘老师 2020-07-13

本篇讲的内容非常非常重要,大家一定要掌握。

不是说对中考重要,而是这个内容在高中也会经常用到。

具体细节大家可以下下面这篇往期文章:

圆外一点与圆上一点的距离最值

如图,点A为⊙O外一点,点B在圆上,当点B位于何处时AB可以取最大值或最小值?

易得,当O,B,A三点共线,且点B位于OA之间时,AB最小


O,B,A三点共线,且点O位于AB之间时,AB最大

最大值为OA+r,最小值为OA-r

【题1】

(2019·鄂州)如图,在平面直角坐标系中,已知C(3,4),以点C为圆心的圆与y轴相切.点A、B在x轴上,且OA=OB.点P为⊙C上的动点,∠APB=90°,则AB长度的最大值为  

【分析】

本题的难点为点P和点A、B都是动点。不过好在圆C为固定的。

根据直角三角形的性质,我们可以连接OP。

由直角三角形斜边中线的性质,我们可以把AB的值长度转化为2OP的长度。也就是求点O与圆C上面一点的距离最值。

那大家知道怎么做了吗?

有最大值,是不是也有最小值呢?

具体看下面的答案吧,顺便也算算最小值是多少。

【答案】16.

【解析】解:连接OC并延长,交⊙C上一点P,以O为圆心,以OP为半径作⊙O,交x轴于A、B,此时AB的长度最大,

∵C(3,4),

∴OC=√(3²+4² )=5,

∵以点C为圆心的圆与y轴相切.

∴⊙C的半径为3,

∴OP=OA=OB=8,

∵AB是直径,

∴∠APB=90°,

∴AB长度的最大值为16.


【题2】

(2019·广元)如图,△ABC是⊙O的内接三角形,且AB是⊙O的直径,点P为⊙O上的动点,且∠BPC=60°,⊙O的半径为6,则点P到AC距离的最大值是     .

【分析】

点P在圆O上面运动,什么时候到AC的距离取到最值呢?

我们可以过点P作AC的垂线段,当垂线过圆心的时候,取到最大值与最小值。

本题仅仅求最大值,那么你可以求出最小值吗?

【答案】6+3√3.

【解析】解:过O作OM⊥AC于M,延长MO交⊙O于P,

则此时,点P到AC的距离最大,且点P到AC距离的最大值=PM,

∵OM⊥AC,∠A=∠BPC=60°,⊙O的半径为6,

∴OP=OA=6,

∴OM=√3/2OA=√3/2×6=3√3,

∴PM=OP+OM=6+3√3,

∴则点P到AC距离的最大值是6+3√3.

【总结】

上面两题中都有距离的最大值与最小值。但是两者又有所区别。一个是两点间的距离最值,一个是点到直线的最值。

其中点到直线的距离模型,可以看下面的分析:

两个点P和Q分别作l的垂线段,PM与QN,那哪个更大呢?

连接OQ,根据垂线段最短,

我们可以发现PM=OQ+OM>QN。

类似的方式,也可以求出最小值,即点P在OM之间的时候,PM是最小的。

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