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【探照灯模型】【隐圆】【与圆有关的最值问题】

 八旗娃娃 2024-04-27 发布于河南

问题呈现

如图,点A到直线BC的距离为(定高),∠BAC为α(定角),求BC的最小值.
(点A像一盏探照灯,AB、AC是探照灯发出的两条光线,夹角始终不变,故又名探照灯模型.)

解法分析

作△ABC的外接圆,圆心为点O.连接OA、OB、OC. 作OE⊥BC于点E.
易证:∠BOE=α,点E是BC的中点.

如左图:
设圆O的半径为,则OE=·cosα,BE=r·sinα.
∵OA+OE≥AD,
+·cosα≥

∴BC=2BE=2·sinα≥
BC=.
(当垂足D和中点E重合时,BC取得最小值.)

如右图:
当点D、E重合时,易证:∠BAD=
∴BE=·tan
BC=2·tan.

动态演示

模型应用

如图,△ABC中,AD⊥BC于点D.AD=30,∠BAC=60°, 则△ABC周长的最小值为          .

解法分析

问题转化

延长CB至点E,使EB=AB;延长BC至点F,使FC=AC. 连接AE、AF.
易得:△ABC的周长=EB+BC+FC=EF,
∴“求△ABC周长的最小值”可转化为“求EF的最小值”.

易证:∠1=2∠E,∠2=2∠F.
∵∠1+∠2=180°-∠BAC=120°,
即2∠E+2∠F=120°,
∴∠E+∠F=60°,
∴∠EAF=120°.
=30,α=120°,
∴EF=2×30·tan60°=60
△ABC周长的最小值为60.

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