种瓜得瓜,种豆得豆 种线得线,种圆得圆 ——瓜豆原理
动点轨迹的“隐形圆”问题在平面几何求解线段最值问题中较为常见,对于这类问题,只要读者抓住本质:“圆的性质”,就能破除迷雾、轻松识破“隐形圆”。本文介绍了“隐形圆”问题中的一类情况:“瓜豆原理”模型,其中,当主动点的轨迹是一个圆的时候,从动点的轨迹也是一个圆。一、模型介绍 瓜豆原理与“手拉手”模型有异曲同工之妙,但更富变化,是一个综合性更强的模型。在解题时需要通过旋转利用特殊角度构造三角形,方法主用到相似和勾股定理。为了更好地让读者看懂“瓜豆原理”模型,这里在Geogebra软件中以图像的形式将这个模型展示如下:I. 定点A与圆上一动点C(主动点)构成的线段中,取一固定比例点D(从动点),则动点D的运动轨迹为一个圆。II. 定点E与线段FG上一动点H(主动点)构成的线段中,取一固定比例点I(从动点),则动点D的运动轨迹为一个直线。 上述情况表明:从动点随着主动点变化,二者的轨迹一致,轨迹大小成一定比例。即我们说的“ 种圆得圆,种线得线 ”。
二、瓜豆原理模型的性质 I.联结定点A与圆心B;联结主动点C与圆心B;过从动点D作BC的平行线交AB于J,易知红色和绿色两个三角形是相似的,因此JD与BC比是固定比例的,即二个轨迹圆周长是固定比例的。
II.联结定点E与定点F,过主动点I作FG的平行线交FE于K,易知红色和绿色两个三角形是相似的,因此KI与FH比是固定比例的,即二条轨迹长度是固定比例的。由上文得到的结论和推论,可以发现破题的关键:利用特殊角度对原图形进行旋转、放缩以构造相似三角形,继而利用勾股定理等方法解出答案。具体框架如下:三、实战演练
当识别出了隐形圆问题,就会发现这些题目都是Paper Tiger,这时只需要利用特殊角度构造相似三角形,接着根据“勾股定理”和“点圆最值距离”原理,再繁琐的问题也能迎刃而解。(一)经典例题 (二)答案解析
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