专题32 圆中的重要模型之隐圆模型(解析版).docx
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- 专题32 圆中的重要模型之隐圆模型解析版 专题 32 中的 重要 模型 解析
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1、专题32 圆中的重要模型之隐圆模型隐圆是各地中考选择题和填空题、甚至解答题中常考题,题目常以动态问题出现,有点、线的运动,或者图形的折叠、旋转等,大部分学生拿到题基本没有思路,更谈不上如何解答。隐圆常见形式:动点定长、定弦对直角、定弦对定角、四点共圆等,上述四种动态问题的轨迹是圆。题目具体表现为折叠问题、旋转问题、角度不变问题等,此类问题综合性强,隐蔽性强,很容易造成同学们的丢分。本专题就隐圆模型的相关问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。 模型1、动点定长模型(圆的定义)若P为动点,且AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径 圆的定义:平面内到定点的距离等于定值的所有点构成的
2、集合寻找隐圆技巧:若动点到平面内某定点的距离始终为定值,则其轨迹是圆或圆弧例1(2023山东泰安统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,的一条直角边在x轴上,点A的坐标为;中,连接,点M是中点,连接将以点O为旋转中心按顺时针方向旋转,在旋转过程中,线段的最小值是()A3BCD2【答案】A【分析】如图所示,延长到E,使得,连接,根据点A的坐标为得到,再证明是的中位线,得到;解得到,进一步求出点C在以O为圆心,半径为4的圆上运动,则当点M在线段上时,有最小值,即此时有最小值,据此求出的最小值,即可得到答案【详解】解:如图所示,延长到E,使得,连接,的一条直角边在x轴上,点A的坐标为,点M为中点,点
3、A为中点,是的中位线,;在中,将以点O为旋转中心按顺时针方向旋转,点C在以O为圆心,半径为4的圆上运动,当点M在线段上时,有最小值,即此时有最小值,的最小值为,的最小值为3,故选A【点睛】本题主要考查了一点到圆上一点的最值问题,勾股定理,三角形中位线定理,坐标与图形,含30度角的直角三角形的性质等等,正确作出辅助线是解题的关键例2(2023广东清远统考三模)如图,在,E为边上的任意一点,把沿折叠,得到,连接若,则的最小值为 【答案】4【分析】本题考查翻折变换,最短路线问题,勾股定理,先确定点的运动路线,并确定最小时点所在位置,再求出的长度即可确定点的运动路线是解题的关键【详解】解:沿折叠,得到
4、,点F在以B为圆心6为半径的圆上,设以B为圆心6为半径的圆与交于点,则,的最小值为的长;在中,的最小值为4,故答案为:4例3(2022北京市九年级专题练习)如图,四边形中,、分别是,的中垂线,则_,_【答案】 ; 【分析】连接,根据线段垂直平分线的性质可得,从而得到、在以为圆心,为半径的圆上,根据圆周角定理可得,再由等腰三角形的性质可得,即可求解【详解】解:连接,、分别是、的中垂线,、在以为圆心,为半径的圆上,又,故答案为:,【点睛】本题主要考查了圆周角定理,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,根据题意得到、在以为圆心,为半径的圆上是解题的关键例4(2023上江苏无锡九年级校联考期中)如图
5、,正方形ABCD中,E是的中点以点C为圆心,长为半径画圆,点P是上一动点,点F是边上一动点,连接,若点Q是的中点,连接,则的最小值为 【答案】【分析】取点关于直线的对称点,连接、两线交于点,连接,过作于点,则,所以点在以为圆心,为半径的上运动,求出,则,由勾股定理得,由,所以当、四点共线时,的值最小,所以的最小值为【详解】解:取点关于直线的对称点,连接、两线交于点,连接,过作于点,正方形ABCD中,E是的中点,点是的中点,点是的中点,点在以为圆心,为半径的上运动,四边形是正方形,当、四点共线时,的值最小,的最小值为故答案为:【点睛】本题考查圆的有关性质的应用,正方形的性质,两点之间线段最短公理
6、的应用,勾股定理,解题的关键是正确确定点的运动路径模型2、定边对直角模型(直角对直径)固定线段AB所对动角C恒为90,则A、B、C三点共圆,AB为直径 寻找隐圆技巧:一条定边所对的角始终为直角,则直角顶点轨迹是以定边为直径的圆或圆弧例1(2023山东统考中考真题)如图,在四边形中,点E在线段上运动,点F在线段上,则线段的最小值为 【答案】/【分析】设的中点为O,以为直径画圆,连接,设与的交点为点,证明,可知点F在以为直径的半圆上运动,当点F运动到与的交点时,线段有最小值,据此求解即可【详解】解:设的中点为O,以为直径画圆,连接,设与的交点为点,点F在以为直径的半圆上运动,当点F运动到与的交点时
7、,线段有最小值,的最小值为,故答案为:【点睛】本题考查了平行线的性质,圆周角定理的推论,勾股定理等知识,根据题意分析得到点F的运动轨迹是解题的关键例2(2023上江苏苏州九年级校考阶段练习)如图,以为圆心,半径为2的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,点E为上一动点,作于点F当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为()ABCD【答案】B【分析】连接,先由圆周角定理得到点F的运动轨迹是以为直径的圆上,且点O在圆上,进而得到当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为的长;根据勾股定理和锐角三角函数求得,则所对的圆心角的度数为,利用弧长公式求得的长即可求解
8、【详解】解:连接,点F的运动轨迹是以为直径的圆上,且点O在圆上,当点E在点B处时,点F与O重合;当点E在点D处时,以为圆心,半径为2的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,即,点F与A重合,当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为的长;,则所对的圆心角的度数为,的长为,即点F所经过的路径长为,故选:B【点睛】本题考查圆周角定理、解直角三角形、弧长公式、坐标与图形等知识,正确得到点F的运动轨迹以及点F所经过的路径长为的长是解答的关键例3(2022内蒙古中考真题)如图,是的外接圆,为直径,若,点从点出发,在内运动且始终保持,当,两点距离最小时,动点的运动路径长为_ 【答案
9、】【分析】根据题中的条件可先确定点P的运动轨迹,然后根据三角形三边关系确定CP的长最小时点P的位置,进而求出点P的运动路径长【详解】解:为的直径,点P在以AB为直径的圆上运动,且在ABC的内部,如图,记以AB为直径的圆的圆心为,连接交于点,连接当点三点共线时,即点P在点处时,CP有最小值, 在中,两点距离最小时,点P的运动路径长为【点睛】本题主要考查了直径所对圆周角是直角,弧长公式,由锐角正切值求角度,确定点P的路径是解答本题的关键例4(2023广东九年级课时练习)如图,ACB中,CACB4,ACB90,点P为CA上的动点,连BP,过点A作AMBP于M当点P从点C运动到点A时,线段BM的中点N
10、运动的路径长为()ABCD2【答案】A【详解】解:设AB的中点为Q,连接NQ,如图所示:N为BM的中点,Q为AB的中点,NQ为BAM的中位线,AMBP,QNBN,QNB90,点N的路径是以QB的中点O为圆心,AB长为半径的圆交CB于D的,CACB4,ACB90,ABCA4,QBD45,DOQ90,为O的周长,线段BM的中点N运动的路径长为:,故选:A在中,点、为、的中点,即,点在以为直径的半圆上,点的运动路径长为,故答案为:模型3、定边对定角模型(定弦定角模型)固定线段AB所对同侧动角P=C,则A、B、C、P四点共圆 根据圆周角定理:同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角都相寻找隐圆技巧:AB为
11、定值,P为定角,则P点轨迹是一个圆1.(2023四川自贡统考中考真题)如图,分别经过原点和点的动直线,夹角,点是中点,连接,则的最大值是()ABCD【答案】A【分析】根据已知条件,得出的轨迹是圆,取点,则是的中位线,则求得的正弦的最大值即可求解,当与相切时,最大,则正弦值最大,据此即可求解【详解】解:如图所示,以为边向上作等边,过点作轴于点,则,则的横坐标为,纵坐标为,取点,则是的中位线, ,点在半径为的上运动,是的中位线,当与相切时,最大,则正弦值最大,在中,过点作轴,过点作于点,过点作于点, 则与相切,设,,则解得:的最大值为,故选:A【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,求正弦,等边
12、三角形的性质。圆周角定理,得出点的轨迹是解题的关键例2(2023广东深圳校考模拟预测)如图,在边长为6的等边中,点E在边上自A向C运动,点F在边上自C向B运动,且运动速度相同,连接交于点P,连接,在运动过程中,点P的运动路径长为()ABCD【答案】A【分析】过点A作于A,作于,连接,交于,证明,得,再证明,可得,确定点的运动路径是以点为圆心,以为半径的弧,再由弧长公式求解即可【详解】解:如图,过点A作于A,作于,连接,交于,是等边三角形,是的垂直平分线,在中,点的运动路径是以点为圆心,以为半径的弧,点P的运动路径长为故选:A【点睛】本题考查了等边三角形的性质和判定,扇形的面积,动点的运动轨迹等
13、知识,确定点的运动轨迹是解本题的关键例3(2023成都市九年级专题练习)如图所示,在扇形中,点是上的动点,以为边作正方形,当点从点移动至点时,求点经过的路径长【答案】点经过的路径长为【分析】如图,由此BO交O于F,取的中点H,连接FH、HB、BD易知FHB是等腰直角三角形,HFHB,FHB90,由FDB45FHB,推出点D在H上运动,轨迹是(图中红线),易知HFGHGF15,推出FHG150,推出GHB120,易知HB3,利用弧长公式即可解决问题【详解】解:如图,由此BO交O于F,取的中点H,连接FH、HB、BD易知FHB是等腰直角三角形,HFHB,FHB90,FDB45FHB,点D在H上运动
14、,轨迹是(图中红线),易知HFGHGF15,FHG150,GHB120,易知HB3,点D的运动轨迹的长为2【点睛】本题考查轨迹、弧长公式、圆的有关知识、正方形的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,正确寻找点D的运动轨迹,属于中考填空题中的压轴题例4(2023上湖北武汉九年级校考阶段练习)如图,O的半径为2,弦AB的长为2,点C是优弧AB上的一动点,BDBC交直线AC于点D,当点C从ABC面积最大时运动到BC最长时,点D所经过的路径长为 【答案】【分析】如图,以AB为边向上作等边三角形ABF,连接OA,OB,OF,DF,OF交AB于H说明点D的运动轨迹是以F为圆心,FA为半径的圆,再利用
15、弧长公式求解即可【详解】如图,以AB为边向上作等边三角形ABF,连接OA,OB,OF,DF,OF交AB于HFA=FB,OA=OB,OFAB,AH=BH=,sinBOH=,BOH=AOH=60,AOB=120C=AOB=60,DBBC,DBC=90,CDB=30,AFB=60,ADB=AFB,点D的运动轨迹是以F为圆心,FA为半径的圆,当点C从ABC面积最大时运动到BC最长时,BC绕点B顺时针旋转了30,BD绕点B也旋转了30,点D的轨迹所对的圆心角为60,运动路径的长,故答案为:【点睛】本题考查轨迹,垂径定理,等边三角形的性质,勾股定理,锐角三角函数等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题
16、,属于中考填空题中的压轴题模型4、四点共圆模型四点共圆模型我们在上一专题中已经详细讲解了,本专题就不在赘述了。在此就针对几类考查频率高的模型作相应练习即可。1)若平面上A、B、C、D四个点满足,则A、B、C、D四点共圆条件:1)四边形对角互补;2)四边形外角等于内对角 2)若平面上A、B、C、D四个点满足,则A、B、C、D四点共圆条件:线段同侧张角相等 例1(2023安徽阜阳九年级校考期中)如图,O为线段的中点,点A,C,D到点O的距离相等,则A与C的数量关系为()ABCD【答案】D【分析】根据题意可得四边形为的圆内接四边形,即可求解【详解】解O为线段的中点,点A,C,D到点O的距离相等,点A
17、,B,C,D到点O的距离相等,点A,B,C,D在以O为圆心的圆上,即四边形为的圆内接四边形,故选:D【点睛】本题主要考查了圆内接四边形的性质,熟练掌握圆内接四边形的性质是解题的关键例2(2023山西临汾九年级统考期末)如图在四边形中,若,则的值为()ABCD【答案】D【分析】首先根据题意得到点A,B,C,D四点共圆,然后证明出,进而得到,然后利用直角三角形的性质得到,进而求解即可【详解】如图所示, 点A,B,C,D四点共圆, 故选:D【点睛】此题考查了四点共圆,同弧所对的圆周角相等,相似三角形的性质等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点例3(2023江苏镇江校联考一模)如图,菱形的边长为,点为
18、边的中点点从点出发,以每秒个单位的速度向点运动,点同时从点出发,以每秒个单位的速度向点运动,连接,过点作于点当点到达点时,点也停止运动,则点的运动路径长是()AB12CD【答案】D【分析】如图,连接、,设、交于点,交于点,连接,设中点为,连接、,根据菱形及等边三角形得性质可得,可得出,可得必经过点,根据,可得点在以为直径的圆上,根据、的速度及菱形性质可得当点达到点时,点达到点,可得点点运动路径长是的长,利用勾股定理可求出的长,根据圆周角定理可得,利用弧长公式即可得答案【详解】如图,连接、,设、交于点,交于点,连接,设中点为,连接、,菱形的边长为,是等边三角形,点为边的中点,点的速度为每秒个单位
19、,点的速度为每秒个单位,必经过点,点在以为直径的圆上,且、四点共圆,当点达到点时,点达到点,点点运动路径长是的长,即点点运动路径长是故选:D【点睛】本题考查菱形的性质、等边三角形的判定与性质、四点共圆的证明、勾股定理、圆周角定理及弧长公式,正确得出点的运动轨迹是解题关键例4(2023.江苏九年级期末)如图,在中,点P为平面内一点,且,过C作交PB的延长线于点Q,则CQ的最大值为()ABCD【答案】B【分析】根据题意可得A、B、C、P四点共圆,由AA定理判定三角形相似,由此得到CQ的值与PC有关,当PC最大时CQ即取最大值【详解】解:在中,A、B、C、P四点共圆,AB为圆的直径,AB=ABCPQ
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