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與圓有關的最值問題解題步驟

生活 更新时间:2024-08-08 09:13:51

各位朋友,大家好!“數學視窗”繼續與大家分享與圓有關的綜合解答題,這道題目有3個小問,第1小題是證明題,難度并不大,屬于學生應該掌握的常規題,第2小題是求點的運動路徑的長,第3小題雖然難度不是很大,但是要正确判斷出何時面積最大,考慮問題要全面。


當然,隻有學生熟練掌握了相關知識點,才能順利做出此題。這道題考查了全等三角形的判定和性質,切線的判定和性質,弧長的計算等。下面,我們就一起來看這道例題吧!


例題:(初中數學綜合題)如圖,在Rt△OAB中,∠AOB=90°,OA=OB=4,以點O為圓心、2為半徑畫圓,過點A作⊙O的切線,切點為P,連接OP.将OP繞點O按逆時針方向旋轉到OH時,連接AH,BH.設旋轉角為α(0°<α<360°).

(1)當α=90°時,求證:BH是⊙O的切線;

(2)當BH與⊙O相切時,求旋轉角α和點H運動路徑的長;

(3)當△AHB面積最大時,請直接寫出此時點H到AB的距離.

與圓有關的最值問題解題步驟(與圓相關的綜合題)1

分析:大家想要正确解答一道數學題,必須先将思路大緻弄清楚。下面就簡單分析一下此題的思路:

(1)根據已知條件易證△AOP≌△BOH,得到∠OPA=∠OHB,進一步可以得出∠OPA=90°,進而即可證明BH是⊙O的切線;

(2)過點B可以作兩條⊙O的切線BC,BD,然後分情況讨論,當點H與點C或點D重合時,即可分别計算得出答案;

(3)當H運動到與AB的距離最大時,△AHB面積就最大,根據此信息進而可以求得結果.


解答:(以下的過程僅供參考,部分過程進行了精簡,并且可能還有其他不同的解題方法)

(1)證明:∵α=90°,∠AOB=90°,

∴∠POH-∠AOH=∠AOB-∠AOH,

即∠AOP=∠BOH,

在△AOP和△BOH中,

OA=OB,

∠AOP=∠BOH,

OP=OH,

∴△AOP≌△BOH(SAS),

∴∠OPA=∠OHB,

∵AP是⊙O的切線,

∴∠OPA=90°,(切線的性質)

∴∠OHB=90°,即OH⊥BH,

∴BH是⊙O的切線;(切線的判定)


(2)如圖,過點B作⊙O的切線BC,BD,切點分别為C,D,

連接OC,OD,則有OC⊥BC,OD⊥BD,

∵OC=2,OB=4,

∴cos∠BOC=OC/OB

=2/4=1/2,(利用三角函數求出角度)

∴∠BOC=60°,

同理∠BOD=60°,

與圓有關的最值問題解題步驟(與圓相關的綜合題)2

由(1)知:點H與點C重合,

當點H與點C重合時,α=90°,

∴弧PH的長為(直接運用弧長公式即可)

90π×2/180=π;

當點H與點D重合時,

α=∠POC ∠BOC ∠BOD=90° 2×60°=210°,

∴弧PH的長為

210π×2/180=7π/3,

∴當BH與⊙O相切時,旋轉角α=90°或210°,

點H運動路徑的長為π或7π/3;


(3)S△AHB=1/2?AB?h,

h表示AB邊上的高,即點H到直線AB的距離,

作ON⊥AB于點N,

由題意可知,在Rt△ONB中,∠OBN=45°,OB=4,

∴ON=OBcos45°=4cos45°=2√2,

∵點H在圓O上運動,

∴h最大=ON OH=2√2 2,

∴當△AHB面積最大時,點H到AB的距離為2√2 2.

(完畢)


這道題具有一定的綜合性,熟練掌握切線的判定和性質是解題的關鍵。溫馨提示:朋友們如果有不明白之處或者有更好的解題方法,歡迎大家給“數學視窗”留言或者參與讨論。

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