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利用圓的幾何性質求最值

生活 更新时间:2024-10-02 00:23:49

平面幾何中的“最值”是屬于較有難度的幾何問題,其複雜多變、形式多樣、經典巧妙。有類最值問題中往往帶有特殊角,這時,我們可以作特殊角所在三角形的外接圓,有可能迎刃而解。今舉三例來說說,供參考:

【例一】(如圖)扇形ABC中,∠B=60º,内接△DEF,點D、F分别在半徑上,半徑為2,點E在弧上,且:DF=EF,∠DFE=120º,求:△DEF面積的最小值

利用圓的幾何性質求最值(利用特殊角巧作外接圓求線段最值)1

【解析】(作△BDF的外接圓)

(1)由已知可得:∠FDE=∠FED=30º,設:FD=FE=a,則:DE=√3a,連BE,BE=2

(2)作△BDF的外接圓⊙O,則∠DOF=120º,∠ODF=∠OFD=30º,半徑OD=OB=OF=√3a/3

(3)△ODE中,由餘弦定理得:OE=√21a/3,由:OB+OE≥BE得:a≥(√21-√3)/3,故:a的最小值為:(√21-√3)/3

(4)由S△DEF=DF²sin120º/2得:△DEF面積的最小值為:(4√3-√21)/6

【例二】(如圖)在Rt△ABC中,∠BAC=90º,∠ABC=30º,D是△ABC外一點,∠ADC=60º,BD=2√3,求:線段BC的最小值

利用圓的幾何性質求最值(利用特殊角巧作外接圓求線段最值)2

【解析】(作△ACD的外接圓)

(1)由已知可得:∠ACB=60º,BC=2AC

(2)作△ACD的外接圓⊙O,設半經OA為a,即OA=OC=OD=a,由∠D=60º,∴∠AOC=120º,∠OCA=∠OAC=30º,∴∠BCO=90º,AC=√3a,BC=2√3a

(3)在Rt△OBC中,由勾股定理得OB=√13a

(4)由OB+OD≥BD得:a≥2√3/(√13+1)

(5)故:a的最小值為:(√39-√3)/6

(6)由BC=2√3a得,BC最小值為:√13-1

【例三】(如圖)等邊三角形△ABC邊長為6,點D、E、F分别在AB、AC、BC邊上,且有:DE⊥EF,求:DF的最小值

利用圓的幾何性質求最值(利用特殊角巧作外接圓求線段最值)3

【解析】(作△BDF的外接圓)

(1)Rt△DEF中設DF=2a,則DF上中線長為a,

(2)作△BDF的外接圓⊙O,由∠DBF=60º得,∠DOF=120º,半徑OB=OD=OF=2√3a/3

(3)取DF的中點G,連OG,則OG=√3a/3,連EG,則EG=DF/2=a

(4)過點B作AC邊上的高BH,則BH=3√3

(5)則:OB+OG+GE≥BH,代入整理可得:(√3+1)a≥3√3,2a≥(9-3√3)

(6)所以:DF的最小值為:(9-3√3)

以上三例之分析,“道聽度說”供參考。

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