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與圓有關的經典最值問題

生活 更新时间:2024-12-27 09:26:10

圓既是軸對稱圖形,又是中心對稱圖形,還具有旋轉不變性,圓的這些特性決定了關于圓的某些問題會有多種解答。解答這類問題時需要按照一定的标準,分成若幹種情況,逐一加以讨論。這樣可以避免錯解,漏解,并且培養同學們分析問題、解決問題的能力。本文就近年中考題舉例說明如下:

一、點和圓的位置

凡涉及到點與圓的位置關系問題,在沒有指明其位置時,應考慮點在圓内、圓上、圓外三種可能情形。

例1、點p到⊙O的最大距離為6cm,最小距離為2cm,求⊙的半徑。

分析:依題意,點P與⊙O的位置關系有兩種:

(1)點P在⊙O内,如圖,PB=6,PA=2,所以AB=8,所以半徑為4.

(2)點P在⊙O外,如圖,PB=6,PA=2,所以AB=4,所以半徑為2.

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)1

提升:過不在⊙O上的一點A,作⊙O的割線,交⊙O于B、C,且AB·AC=64,OA=10,則⊙O的半徑R為___________。

分析:依題意,點A與⊙O的位置關系有兩種:

(1)點A在⊙O内,如圖1,延長AO交⊙O于F,連接BE,CF,易證∆ABE∽∆AFC,則AB:AF=AE:AC,所以AB·AC=AF·AE,設半徑為R,則(R 10)(R-10)=64,解得R= 二倍根号41(負值已舍)

(2)點A在⊙O外,如圖2,同理可得R=6.

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)2

二、點與的相對位置

例2、點O為三角形ABC的外心,且∠BOC=60度,∠BAC=

分析:三角形的外心根據三角形的不同種類分别位于三角形内,斜邊中點上,三角形外。因為∠BOC=60度,所以O點分兩種情況,如圖,當點O在三角形内時,則∠BAC=30度;當點O在三角形外時,∠BAC=150度.

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)3

變式:⊙O是△ABC的外接圓,OD⊥BC于D,且∠BOD=48°,則∠BAC=_________。

三、弦所對的圓周角

例3. 半徑為1的圓中有一條弦,如果它的長為1,那麼這條弦所對的圓周角的度數等于___________。

分析:弦所對的圓周角有兩種情況:

(1)當弦所對的圓周角的頂點在優弧上時,其圓周角為30°;

(2)當弦所對的圓周角的頂點在劣弧上時,其圓周角為150°。

(注意:圓中一條弦所對的一對圓周角互補)

四、平行弦與圓心的位置

例4. 在半徑為5 cm的⊙O中,弦AB=6cm,弦CD=8cm,且AB∥CD,求AB與CD之間的距離。

分析:兩條平行弦與圓心的位置關系一般有兩種:兩弦在圓心的同側;兩弦在圓心的異側。

解:過O作AB、CD的垂線,分别交AB、CD于點E、F,連接OA、OC

在Rt△OAE中,AE² EO²= AO²所以EO =4

在Rt△OCF中,CF² FO²= CO²所以FO =3

(1)當AB、CD在圓心O的同側時,如圖5,AB和CD之間的距離為4–3=1cm

(2)當AB、CD在圓心O的異側時,如圖6,AB和CD之間的距離為4 3=7cm

所以AB和CD之間的距離為1cm或7cm。

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)4

五、圓心與角的位置

例5. 在半徑為1的⊙O中,弦AB、AC的長分别為根号三和根号二,則∠BAC的度數是____________。

分析:如圖7,當圓心在∠BAC内部時,連接AO并延長交⊙O于E

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)5

在Rt△ABE中,cos ∠BAE =根号三:2

所以∠BAE=30°

同理,在Rt△CAE中,EC=AC,所以

∠EAC=45°,

當圓心O在∠BAC的外部時(∠BAC”),由軸對稱性可知:∠E 'AC =45°

所以∠BAC為75°或15°

六、點在弧上的位置

例6. 如圖8,在平面直角坐标系中,P是經過O(0,0),A(0,2),B(2,0)的圓上的一個動點(P與O、B不重合),則∠OAB=_________度,∠OPB=_________度。

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)6

分析:依題意可知△AOB是等腰直角三角形,所以∠OAB=45°

當動點P在優弧OAB 上時,∠OPB=∠OAB=45°

當動點P在劣弧OB上時,∠OPB=180°-45°=135°

故∠OPB為45°或135°。

提升:如圖,點A是半徑為12cm⊙O上的一個定點,動點P從A點出發,以2πcm/s的速度沿圓周逆時針運動,當點P回到A時立即停止運動。如果∠POA=90°,求點P的運動時間。

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)7

七、直線與圓的位置關系。

例7、在平面直角坐标系中,直線y=2x-8分别與x軸、y軸相交于A、B兩點,點P(0,k)是y軸的負半軸上的一個動點,以P為圓心,3為半徑作⊙P。當k為何值時,⊙P與直線y=2x-8相切。

與圓有關的經典最值問題(圓中的多解問題的分類讨論)8

分析:當⊙P與直線y=2x-8在B點上方相切時,此時點P至AB的距離為3,利用相似可求BP的長,從而求出P點坐标;當⊙P與直線y=2x-8在B點下方相切時,此時點P至AB的距離為3,利用相似可求BP的長,從而求出P點坐标。

同學們,拿起手中的筆來試試吧!

知識是靜态的,思維是活動的。類似上面的一題多解的題型,這隻是其中滄海一粟,大家在解題過程中,如果有意識的去分析和研究,是舉不勝舉的,願大家每遇上一道題都能深入去觀察、分析、解決與反思,相信定不會放過任何一種可能。

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