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圆弧翻折问题

 Hi老刘老师 2021-03-08
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必备知识

1、翻折变换的性质:翻折前后,对应边相等,对应角相等,对应点之间的连线被折痕垂直平分;

2、圆的性质:同弧或等弧所对的圆周角相等;在同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧相等,所对的弦也相等。

3、等圆相交:如图,圆O和圆G为两个相等的圆,圆O和圆G相交,相交形成的弦为AB,则弦AB为整个图形的对称轴:圆心O和圆心G关于AB对称;弧ACB和弧ADB为等弧,且关于AB对称。

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4、弧翻折,即等圆相交:如图,以弦BC为对称轴,将弧BC翻折后交弦AB于点D,那么弧CDB所在的圆圆G与圆O是相等的圆,且两个圆关于BC对称,故圆心O、G也关于BC对称。

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模型分析:弧翻折,出等腰

如图,以圆O的一条弦BC为对称轴将弧BC折叠后与弦AB交于点D,则CD=CA。

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策略一:翻折的性质结合圆的性质

如图,在弧BC上取点D关于弦BC对称点点G,连接CG、BG;由翻折性质可知:CD=CG,

∠ABC=∠GBC,∵在同圆中,相等的圆周角所所对的弦相等,且∠ABC=∠GBC,∴CA=CG,又∵CD=CG,∴CA=CD,即△CAD是等腰三角形

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策略二:弧翻折,即等圆相交

如图,弧CDB所在的圆即圆G,且圆O和圆G是等圆,∵在圆G中,∠1所对的弦是CD,在圆O中,∠1所对的弦是CA,且圆O和圆G是等圆,∴CA=CD,即△CAD是等腰三角形

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典例分析:2018·武汉

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总结:本题关键在于确定CA=CD;计算线段时还利用了垂径定理,三线合一和勾股定理。

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典例分析:长沙自主招生

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总结:本题和题1类似,关键在于证明CA=CD;和题1不同的是,此题的弦AB是直径,因此可用射影定理求CE,考试时射影定理的结论需结合相似证明。综合以上两题,我们应知道处理弧翻折问题时,要有“弧翻折即等圆相交”和“弧翻折出等腰”的意识,这两种意识是解题的关键。

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典例分析:赣州模拟

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总结:对于此题要有确定圆心的意识,弧翻折,即等圆相交,两圆心关于AB对称,因此作点O关于AB的对称点G,再以GA为半径作圆G,圆G即为弧ACB所在圆;OC相切于圆G,自然想到连半径GC,且GC⊥OC,最后利用勾股定理计算OC长度。

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典例分析:2020·浙江自主招生

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总结:本题和题3类似,关键在确定弧EDB所在的圆,即圆G,遇到相切连半径证垂直。值得一提的是,遇到弧翻折时,不仅要知道其本质是等圆相交,还要知道两个等圆的圆心是关于折痕对称的,这样才能画出翻折后的弧所在的圆,也为计算两圆心之间的距离作铺垫。另外对比题1题2会发现,题1题2中折痕和弦有公共端点,而题3和题4没有交点,即EF和AB没有公共端点,故题3题4没有用到“弧翻折,出等腰”。

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变式训练

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