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中考冲刺复习专题(十三)—轨迹问题

路径轨迹问题在近五年的成都中考中都占据了重要地位,都是在大题中结合题目的几何背景进行综合考查,重在考查对学生知识的应用能力.考查的基本类型有:利用轨迹求最值、判断轨迹并求轨迹的长,这些问题大都利用数形结合、转化思想,将几何问题转化为代数问题进行求解。

1.轨迹问题分类:( 1)直线型;( 2)圆弧型.

2.破解轨迹问题的方法:路径虽是“隐性”的,但可用“三点”这“ X光”显其形(即起点、过程点和终点三点确定其形状),五步解决问题.

具体五步是:

一画:画出动点的起点、过程点和终点.

二看:观察三点是否在一直线上.

三猜想:在一直线上是线段,不在一直线上是圆弧.

四验证:线段型常用中位线或垂直平分线等知识解决;圆弧型常利用“对称性”和“ 90°的圆周角所对弦是直径”等知识确定圆心和半径.

五计算:常用勾股定理、相似三角形等知识进行求解。

1问题情境:

如图 1P是⊙ O外的一点,直线 PO分别交⊙ O于点 AB,则 PA是点 P到⊙ O上的点的最短距离.

①探究:

请您结合图 2给予证明.

②归纳:

圆外一点到圆上各点的最短距离是:这点到连接这点与圆心连线与圆交点之间的距离.

③图中有圆,直接运用:

如图 3,在 RtABC中,∠ ACB90°, ACBC2,以 BC为直径的半圆交 AB于点 DP是弧 CD上的一个动点,连接 AP,则 AP的最小值是________.

④图中无圆,构造运用:

如图 4,在边长为 2的菱形 ABCD中∠ A60°, MAD边的中点, NAB边上一动点,将△ AMN沿 MN所在的直线翻折得到△ AMN,连接 AC,请求出 AC长度的最小值.

解:由折叠知 AMAM,又因 MAD的中点,可得 MAMA′= MD,故点 A′在以 AD为直径的圆上.如图 5,以点 M为圆心, MA为半径画⊙ M,过 MMHCD,垂足为 H,(请继续完成下列解题过程)

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

⑤迁移拓展,深化运用:

如图 6EF是正方形 ABCD的边 AD上两个动点,满足 AEDF.连接 CFBD于点 G,连接 BEAG于点 H.若正方形的边长为 2,则线段 DH长度的最小值是________.

1.jpg

2.jpg

3.jpg

分析:①探究:在⊙ O上任取一点 C(不为点 AB),连接 PCOC,证得 PAPC即可得到 PA是点 P到⊙ O上的点的最短距离;③图中有圆,直接运用:找到 BC的中点 E,连接 AE,交半圆于 P 2,在半圆上取 P 1,连接 AP 1EP 1,可见, AP 1EP 1AE,即 AP 2AP的最小值,再根据勾股定理求出 AE的长,然后减掉半径即可;

④图中无圆,构造运用:根据题意得 A′的位置,进而利用锐角三角函数关系求出 AC的长即可;

⑤迁移拓展,深化运用:根据正方形的性质可得 ABADCD,∠ BAD=∠ CDA,∠ ADG=∠ CDG,然后利用“边角边”证明△ ABE和△ DCF全等,根据全等三角形对应角相等可得∠ ABE=∠ FCD,利用“ ASA”证明△ ADG和△ CDG全等,根据全等三角形对应角相等可得∠ FCD=∠ GAD,从而得到∠ ABE=∠ GAD,然后求出∠ AHB90°,取 AB的中点 O,连接 OHOD,根据“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”可得 OH AB1,利用勾股定理列式求出 OD,然后根据三角形的三边 5关系可知当 ODH三点共线时, DH的长度最小.

【解】①如图 2,在⊙ O上任取一点 C(不为点 AB),连接 PCOC.

POPCOCPOPAOAOAOC

PAPC

PA是点 P到⊙ O上的点的最短距离.

1

④∵ MA′是定值, AC长度取最小值时,即点 A′在 MC上.

∵菱形 ABCD边长为 2,∠ A60°, MAD中点,

2 MDADCD2,∠ HDM60°.

∴∠ HMD30°,∴ HD MD

HC

HMDM× cos 30°=

MC

ACMCMA′=1.

1

变式练习

1.如图,正三角形 ABC的边长为 2DE分别是边 ACBC上的动点,且 ADCE,连接 BDAE交于点 G,则 CG的最小值为____.

图片1

答案: 2

2、如图,在等腰 RtABC中,∠ BAC90°, ABACBC4,点 DAC边上一动点,连接 BD,以 AD为直径的圆交 BD于点 E,求线段 CE长度的最小值.

图片2

解:以 AB中点 O点为圆心画圆,连接 OCAEOC交圆 O于点 F

图片3

如图.

由题可得∠ AED=∠ AEB90°,

∴点 E在以 AB中点 O为圆心的圆上(在△ ABC内部).

由题意得 ACAB4,半径 OEOA2

∴由勾股定理得 OC2

根据三角形三边的关系,

CEOCOE22(取等号时非三角形),

∴当点 CEO三点共线时, CE最小,最小值为 22.

2、如图,在 RtABC纸片中,∠ C90°, ACBC4,点 PAC上运动,将纸片沿 PB折叠,得到点 C的对应点 D( PC点时,点 C的对应点是本身),则折叠过程对应点 D的路径长是________.

图片4

分析:∵∠ C90°, ACBC,∴△ ABC是等腰直角三角形.如图,点 D的路径是以点 B为圆心,以 BC的长为半径的扇形,路径长=2π.

图片5

答案: 2π

变式练习

3.长为 2米的木棒 AB斜靠在墙壁 AC上,∠ ABC60°,若 AB滑动至 DE位置,且 AD米,问木棒 AB中点 O所经过的路径为___米.

图片6

答案:

4、如图,直线 y=- x4与两坐标轴交 AB两点,点 P为线段 OA上的动点,连接 BP,过点 AAM垂直于直线 BP,垂足为点 M,当点 P从点 O运动到点 A时,则点 M运动路径的长为___.

图片7

答案: