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定弦定角問題及求最值的應(yīng)用(適合九年級)——好題欣賞(1)





《圓》這個單元學(xué)完后,我們常碰到一個基本圖形:已知AB為定線段,C為動點,且ACB=90°,根據(jù)“直徑所對的圓周角為直角”,我們能推出則動點C則為以AB為直徑的圓上的任意一點。如下圖示:


【應(yīng)用】

如圖,在RtABC中,ABBC,AB=6,BC=4,P是△ABC內(nèi)部的一個動點,且滿足∠PAB=PBC,求線段CP的長的最小值


首先要找到點P的運(yùn)動軌跡,是以AB為直徑的圓在RtABC內(nèi)部的弧上,如圖所示:


那么CP長的最小值即轉(zhuǎn)化為圓外一點到圓上所有的中的距離最短問題了。當(dāng)點P運(yùn)動到線段CO與圓的交點處時,PC最短。如下圖示:


【拓展】

線段同側(cè)的兩點對線段的張角相等,則這兩點以及線段的兩個端點共圓。也稱為定弦定角問題。

即:若AB為一定線段,點C為動點,且ACB大小為一固定值,則A、BC三點必共圓,或稱為點C一定在以AB為弦的某一個圓上,且這個圓是固定的,圓心在線段AB的垂直平分線上。那么我們只要根據(jù)具體角度的條件去尋找這個圓即可。如下圖示:




【應(yīng)用】

如圖,已知E、F為等邊ABCAB、AC上的兩動點,且AF=BE,連接CE、BF交于點T,若等邊ABC的邊長為6,求點T運(yùn)動的路徑長。


【圖文解析】

本題中點E或點F是主動點,由E、F的運(yùn)動帶動點T的運(yùn)動,因AF=BE,故易證△ABF≌△BCE(SAS),因此∠1=∠2,推出∠2 ∠3=∠1 ∠3=60°,那么,由三角形內(nèi)角180°,可以得出∠BTC=120°,并且隨著點的運(yùn)動,這個角度大小不變。由此找到,定弦為BC,定角為∠BTC=120°。如下圖示:


那么此題中點T的路徑為某一段弧,且弧所在圓的圓心在線段BC的垂直平分線上,


∠BTC=120°,這是弦CB所對的圓周角,那么圓心與點T處于BC的異側(cè),計算可知,弦BC所對的圓心角為120°,從而很容易找到圓心O,并且得到點T的運(yùn)動路徑圓心角120°的弧BC,由BC=6,可得半徑為2×根號3,那么這個問題得到解決。



可通過動圖觀察一下:


定弦定角問題常應(yīng)用于求線段的“最值”,問題的關(guān)鍵就在于找到運(yùn)動過程中必存在的定線段,及這條線段關(guān)于某一動點的張角為定值。由張角的變化,去尋找這三點所構(gòu)成的定圓。如下圖示:

 那么找到動點的運(yùn)動路徑,最值問題就迎刃而解了。


練習(xí)

如圖,ABC中,AC=3,BC=,∠ACB=45°,D為ABC內(nèi)一動點,OACD的外接圓,直線BD交O于P點,交BC于E點,弧AE=CP,求AD的最小值.




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