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第7讲:阿波罗尼斯圆
一、知识梳理
1、阿波罗尼斯圆
已知平面上两定点A、B,则所有满足(k>0,且k不等于1)的点P的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称阿波罗尼斯圆。
阿波罗尼斯圆到底是如何画出来的?
如图所示,已知定线段AB,P为动点,且,画出点P的轨迹
第一步:在线段AB上找点C,使=,在线段BA延长线上找点D,使=
第二步:以线段DC为直径画圆,该圆即为点P的运动轨迹
阿波罗尼斯圆经常出现在系数不为1的线段和最值问题中,注意与胡不归进行区分,有时阿波罗尼斯圆也会运用在面积的最大值问题上。
2、阿波罗尼斯圆求最值方法
可能性一:若0<<1时,能找到一个以PB为一边的三角形(如△PBC),且该三角形的另外两边为定长,比值为;在点P所对的边BC上取一点F,使△CPF∽△CBP;接下来利用两点之间线段最短求最值;
可能性二:若0<<1时,找不到一个以PB为一边,另外两边为定长,比值为的三角形;可将其变为
()的形式再试一试;在点P所对的边的延长线上取一点F,使△CPF∽△CBP;接下来利用两点之间线段最短求最值;
可能性三:若>1时,能找到一个以PB为一边的三角形(如△PBC),且该三角形的另外两边为定长,比值为;
在点P所对的边的延长线取一点F,使△CPF∽△CBP;接下来利用两点之间线段最短求最值;
可能性四:若>1时,找不到一个以PB为一边,另外两边为定长,比值为的三角形;可将其变为
()的形式再试一试;在点P所对的边上取一点F,使△CPF∽△CBP;接下来利用两点之间线段最短求最值;
例题讲解
例题1.在△ABC中,∠ACB=90°,BC=8,AC=6,以C为圆心,4为半径的圆上有一个动点D,连接AD、BD、CD,求AD+BD的最小值。
例题2.如图1,抛物线y=ax2+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,在x轴上有一动点E(m,0)(0<m<4),过点E作x轴的垂线交直线AB于点N,交抛物线于点P,过点P作PM⊥AB于点M.
(1)求a的值和直线AB的函数表达式;
(2)设△PMN的周长为C1,△AEN的周长为C2,若=,求m的値;
(3)如图2,在(2)的条件下,将线段OE绕点O逆时针旋转得到OE′,旋转角为α(0°<α<90°),连接E′A、E′B,求E′A+E′B的最小值.
三、课堂训练
1.如图所示,正方形ABCD的边长为4,以点B为圆心,半径为2画圆,且点P为圆B上的动点,求PD+PC的最小值;求PD-PC的最大值。
2.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,⊙C半径为2,P为圆上一动点,连结AP,BP,求AP+BP的最小值.
尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图2,连接CP,在CB上取点D,使CD=1,则有,又∵∠PCD=∠BCP,∴△PCD∽△BCP,∴,∴PD=BP,∴AP+BP=AP+PD.
请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+BP的最小值为
自主探索:在“问题提出”的条件不变的情况下,AP+BP的最小值为
拓展延伸:已知扇形COD中,∠COD=90 ,OC=6,OA=3,OB=5,点P是弧CD上一点,求2PA+PB的最小值.
四、举一反三
1.如图,抛物线y=ax2+bx﹣a﹣b(a<0,a、b为常数)与x轴交于A、C两点,与y轴交于B点,直线AB的函数关系式为y=x+.
(1)求该抛物线的函数关系式与C点坐标;
(2)已知点M(m,0)是线段OA上的一个动点,过点M作x轴的垂线l分别与直线AB和抛物线交于D、E两点,当m为何值时,△BDE恰好是以DE为底边的等腰三角形?
(3)在(2)问条件下,当△BDE恰好是以DE为底边的等腰三角形时,动点M相应位置记为点M′,将OM′绕原点O顺时针旋转得到ON(旋转角在0°到90°之间);
i.探究:线段OB上是否存在定点P(P不与O、B重合),无论ON如何旋转,始终保持不变.若存在,试求出P点坐标;若不存在,请说明理由;
ii.试求出此旋转过程中,(NA+NB)的最小值.
图1
图2
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