【文档说明】《鲁教版(五四制)九年级数学专题复习训练》专题9圆—9.15圆中最值问题(2).doc,共(33)页,2.201 MB,由管理员店铺上传
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1点圆关系问题三、利用坐标特性进行转换【经典例题5】如图,在平面直角坐标系中,已知点A(0,1)、B(0,1+t)、C(0,1−t)(t>0),点P在以D(4,4)为圆心,1为半径的圆上运动,且始终满足∠BPC=90°,则t的最大值是.【解析】如图,连接AP,∵点A
(0,1)、点B(0,1+t)、C(0,1−t)(t>0),∴AB=(1+t)−1=t,AC=1−(1−t)=t,∴AB=AC,∵∠BPC=90∘,∴AP=21BC=AB=t,要t最大,就是点A到⊙D上的一点的距离最大,∴点P在AD延长线上,∵A(0,1),D(4,4),∴A
D=()51-4162=+,∴t的最大值是AP=AD−PD=5+1=6,最小值为4.故答案为:6,练习5-1如图,已知直线y=43x−3与x轴、y轴分别交于A.B两点,P是以C(0,1)为圆心,1为半径的圆上一动点,连结P
A、PB.则△PAB面积的最大值是()A.8B.12C.221D.2172【解析】∵直线y=43x−3与x轴、y轴分别交于A.B两点,∴A点的坐标为(4,0),B点的坐标为(0,−3),3x−4y−12=0,即O
A=4,OB=3,由勾股定理得:AB=5,过C作CM⊥AB于M,连接AC,则由三角形面积公式得:21×AB×CM=21×OA×OC+21×OA×OB,∴5×CM=4×1+3×4,∴CM=516,∴圆C上点到
直线y=43x−3的最大距离是1+516=521,∴△PAB面积的最大值是21×5×516=221,故选:C.练习5-2如图,直线y=43x+3与x轴、y轴分别交于A,B两点,点P是以C(1,0)为圆心,1为半径的圆上任意一点,连接PA,PB,则△PAB面积的最小值是()A.5B.10C.15D
.20【解答】3作CH⊥AB于H交⊙O于E.F.∵C(1,0),直线AB的解析式为y=43x+3,∴直线CH的解析式为y=34-x+34,由+=+−=3433434xyxy解得=−=51254yx,∴H(−54,512),∴CH=22)512()
541(++=3,∵A(4,0),B(0,3),∴OA=4,OB=3,AB=5,∴EH=3−1=2,当点P与E重合时,△PAB的面积最小,最小值=21×5×2=5,练习5-3如图,已知直线y=343−x与x轴、y轴分别交于A、B两点,P是以C(0,1)为圆心,1为半径的圆上一动点,连接
PA、PB,当△PAB的面积最大时,点P的坐标为________.4【解析】过C作CM⊥AB于M,交x轴于E,连接AC,MC的延长线交⊙C于D,作DN⊥x轴于N,∵直线y=343−x与x轴、y轴分别交于A,B两点,令x=0,得y=-3,令y=9,得x=4∴A(4,0),B(0,−3),∴OA
=4,OB=3,∴AB=则由三角形面积公式得,21×AB×CM=21×OA×BC,∴21×5×CM=21×4×(1+3),∴CM=5165∴BM=∴圆C上点到直线y=343−x的最大距离是DM=1+516=521当P点在D这个位置时,△PAB的面积最大,∵∠CMB=∠COE=90°
,∠OCE=∠MCB,∴△COE∽△CMB,∴∴∴OE=43,CE=45,∴ED=1+45=49∵DN⊥x轴,∴DN∥OC,∴△COE∽△DNE,∴,即∴DN=59,NE=2027∴ON=NE−OE=2027−43
=53∴D(−53,59)∴当△PAB的面积最大时,点P的坐标为(−53,59)故答案为:(−53,59)6练习5-4在平面直角坐标系xOy中,A(-m,0),B(m,0)(其中m>0),点P在以点C(3,4)为圆心,半径
等于2的圆上,如果动点P满足∠APB=90°,(1)线段OP的长等于________(用含m的代数式表示);(2)m的最小值为________.【解析】(1)∵OA=OB=m,∴OP=21AB=m;(2)连结OC交⊙C于D,则OD最短,∵OC==5,∴OD=OC-r=5-2=3.∴
m的最小值为3.故答案为(1)m;(2)3.练习5-5如图,在平面直角坐标系中,点P是以C(-72,)为圆心,1为半径的⊙O上的一个动点,已知A(-1,0),B(1,0),连接PA,PB,则PA2+PB2的最小值是.【解析】P(x,y),根据两点间距离公式PA2=(x+1)2+y2
PB2=(x-1)2+y2OP2=x2+y2当点P处于OC与圆的交点上是,OP取得最值所以OP最小值为CO-CP=15−7【经典例题6】如图,抛物线y=41x2-4与x轴交于A,B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,
Q是线段PA的中点,连接OQ。则线段OQ的最大值是________。【解析】如图,连接BP.当y=0时,41x2-4=0,解得x1=4,x2=-4∴A(-4,0),B(4,0)∴OA=OB=4∵Q是线段PA的中点∴OQ为△ABP的中位线∴OQ=21BP∴当BP最大时,
OQ最大。当BP过圆心C时,PB最大,即当点P运动到P′位置时,BP最大。∵BC=∴BP′=5+2=7∴OQ=21BP=21×7=27.即线段OQ的最大值是27.8练习6-1在直角坐标系中,点A的坐标为(3,0),点B是y
轴正半轴上的一点,点C是第一象限内一点,且AC=2,设tan∠BOC=m,则m的最小值是()【解析】tan∠BOC=tan∠OAC=25=ACOC随着点C的移动,角BOC越来越大,点C在第一象限,所以角BOC小于
90°所以tan角BOC大于等于25所以最小值是259练习6-2如图,在Rt△ABC中∠ACB=90°,AC=8,BC=6,点D是以A为圆心,4为半径的圆上一点,连接BD,M为BD的中点,则线段CM的长度的最大值为.【解析】作AB的中点E,连接EM、CE.在直角△ABC
中,AB=222286+=+BCAC=10,∵E是直角△ABC斜边AB上的中点,∴CE=21AB=5.∵M是BD的中点,E是AB的中点,∴ME=21AD=2.∴在△CEM中,5−2⩽CM⩽5+2,即2⩽CM⩽7.10∴最大值为7,故答案为:7
.练习6-3如图,一次函数y=2x与反比例函数)0(=kxky的图象交于A,B两点,点P在以点C(-2,0)为圆心,个单位长度为半径的圆C上,点Q是AP的中点,已知OQ长度的最大值为23,则k的值为()A.89B.1825C.2532D.3249【解答】本题选C连接BP,由对
称性得:OA=OB,∵Q是AP的中点,∴OQ=21BP,∵OQ长的最大值为23,∴BP长的最大值为23×2=3,如图,当BP过圆心C时,BP最长,过B作BD⊥x轴于D,∵CP=1,11∴BC=2,∵B在直线y=2x上,设B(t,2t),则CD=t−(−2)=t+2
,BD=−2t,在Rt△BCD中,由勾股定理得:BC2=CD2+BD2,∴22=(t+2)2+(−2t)2,t=0(舍)或−54,∴B(−54,−58),∵点B在反比例函数y=xk(k>0)的图象上,∴k=−54×(−58)=2532;故选:
C.练习6-4如图,抛物线y=1912−x与轴交于A,B两点,是以点C(0,4)为圆心,1为半径的圆上的动点,E是线段AD的中点,连接OE,BD,则线段OE的最小值是。【解析】令y=91x2﹣1=0,则x=±3,故点B(3,0),设圆的半径为r,则r=1,当B、D、C三点共线,且点D在BC之
间时,BD最小,而点E、O分别为AD、AB的中点,故OE是△ABD的中位线,则OE=21BD=21(BC﹣r)=21(﹣1)=2,12故答案为:D.【分析】当B、D、C三点共线,且点D在BC之间时,BD最小,而OE是△ABD的中位线,即可
求解.练习6-5如图,在平面直角坐标系中,圆的半径为2,圆心坐标为(4,0),y轴上有点B(0,3),点C是圆A上的动点,点P是BC的中点,则OP的范围是.【解析】A2723OP练习6-6如图,抛物线4412−=xy与x轴交于A、
B两点,P是以点C(0,3)为圆心,2为半径的圆上的动点,Q是线段PA的中点,连接OQ.则线段OQ的最大值是()A.3B.241C.27D.4【解析】连接BP,如图,当y=0时,04412=−x,解得x1=4,x1=-4,则A(-4,0),B(4,0),∵Q是线段PA的中点,∴OQ为Rt△
ABP的中位线,∴OQ=21BP,当BP最大时,OQ最大,而BP过圆心C时,PB最大,如图,点P运动到P'位置时,BP最大,∵BC=2243+=5,13∴BP'=5+2=7,∴线段OQ的最大值是27。故选:C。练习6-7如图,半圆O的半径长为5,点P为直径
AB上的一个动点,已知CP上AB,交半圆O于点C,若D为半圆O上的一动点,且CD=4,M是CD的中点,则PM的值有()A.最小值5B.最小值4C.最大值5D.最大值4【解析】连接OM,OC,∵点M是CD的中点,∴OM⊥CD,∵CP⊥AB,∴∠CPO=∠OMC=90°,∴点P,O,M,C四点共圆,O
C是圆的直径,设圆心为I14∴当点M,P,I三点共线时即PM是圆的直径时,即PM=OC=5时,PM的值最大.故答案为:C.练习6-8如图,AB是⊙O的弦,AB=4,点C是⊙O上的一个动点,且∠ACB=45°,若点M、N分别是AB、BC的中点,则MN长的最大值是.【解析】∵点M,N分
别是AB,BC的中点,∴MN=AC,∴当AC取得最大值时,MN就取得最大值,当AC是直径时,最大,如图,∵∠ACB=∠D=45°,AB=4,∴AD=8,∴MN=AD=4,故答案为:4.四、利用定边定角模型构造辅助圆求解【经典例题
7】如图,△ABC中,AC=3,BC=34,∠ACB=60°,过点A作BC的平行线l,P为直线l上一动点,⊙O为△APC的外接圆,直线BP交⊙O于E点,则AE的最小值为()15【解析】如图,连接CE.∵AP∥BC,∴∠PAC=∠ACB=60∘,∴∠CEP=∠CAP=60∘,∴∠BEC
=120∘,∴点E在以O′为圆心,O′B为半径的弧BC上运动,连接OA交弧BC于E′,此时AE′的值最小。此时⊙O与⊙O′交点为E′.∵∠BE′C=120∘∴弧BC所对圆周角为60∘,∴BOC=2×60∘=120∘,∵△BOC是等腰三角形,BC=43,OB=OC=4
,∵∠ACB=60∘,∠BCO′=30∘,∴∠ACO;=90∘∴O′A=5342222'=+=+ACCO,∴AE′=O′A−O′E′=5−4=1.故选:D.16五、利用特殊位置特性求解【经典例题8】如图所示,在平面直角坐标系中,给定y轴正半轴上两点A(0,a),B(0,b)(a
>b>0).试在x轴正半轴上求一点C,使∠ACB取得最大值,则C的坐标为___.【解析】设C(x,0),其中x>0,∵A(0,a),B(0,b)(a>b>0),∴kAC=xa−,kBC=xb−,∴tan∠ACB=ACBCACBCkkkk+−1=ab
baxababxabba2)(−+−,此时x=ab时取等号.则点C坐标(ab,ab)六、设取变量,构造二次函数求解【经典例题9】如图,⊙I为△ABC的内切圆,点D,E分别为边AB,AC上的点,且DE∥BC,若△AB
C的周长为20,则DE的最大值为______.17【解析】△ADE相似△ABCDE/BC=△ADE周长/△ABC周长设BC=x,点A到圆的两切线之和为8-2x所以DE/x=△ADE周长/8=2(4-x)/8所以DE=1)2(4
1)4(412+−−=−xxx所以当x=2时,DE的最大值为1.练习9-1如图,直线l与半径为4的⊙O相切于点A,P是⊙O上的一个动点(不与点A重合),过点P作PB⊥l,垂足为B,连接PA.设PA=x,PB=y,则(x−y)的最大值是______.【解析】如图,作直径
AC,连接CP,∴∠CPA=90∘,∵AB是切线,∴CA⊥AB,∵PB⊥l,∴AC∥PB,∴∠CAP=∠APB,∴△APC∽△PBA,∴AP/AC=PB/PA,18∵PA=x,PB=y,半径为4,∴xyx=8,∴y=81x2,∴x−y=x−
81x2=−81x2+x=−81(x−4)2+2,当x=4时,x−y有最大值是2,故答案为:2.例10如图8-14,已知半径为2的⊙O与直线l相切于点A,点P是直径AB左侧半圆上的动点,过点P作直线l的垂线,垂足为C,PC与⊙O交于点D,连接PA、PB设PC的长为x(2<x<4).(1)当5x=
2时,求弦PA、PB的长度;(2)当x为何值时,PCPD的值最大?最大值是多少?【解】(1)∵⊙O与直线l相切于点A,AB为⊙O的直径,∴AB⊥l.∵PC⊥l,∴AB∥PC.∴∠CPA=∠PAB.∵AB为⊙O的直径,∴∠APB=90°.∴∠PCA=∠APB.∴△P
CA∽△APB.∴ABPAAPPC=,即PA2=PC·PD.∵PC=52x=,AB=4,∴10425==PA.∴在Rt△APB中,由勾股定理得:61016=−=PB.(2)过O作OE⊥PD,垂足为E.∵PD是⊙O的弦,OF⊥PD,∴PF=FD.在矩形OECA中,CE=OA=2,
∴PE=ED=x−2.∴CD=PC−PD=x−2(x−2)=4−x.图8-1519222(2)(4)212162(3)2PDPCxxxxx=−−=−+−=−−+.∵2<x<4,∴当x=3时,PCPD有最大值,最大值是2.练习10-1如图8-16,已知直线l与⊙O相离,O
A⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点P,AB与⊙O相切于点B,BP的延长线交直线l于点C.(1)试判断线段AB与AC的数量关系,并说明理由;(2)若PC=52,求⊙O的半径和线段PB的长;(3)若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,求⊙O的半
径r的取值范围.【分析】(1)如图8-17,连接OB,根据切线的性质和垂直得出∠OBA=∠OAC=90°,即∠OBP+∠ABP=90°,∠ACP+∠CPB=90°,求出∠ACP=∠ABC,根据等腰三角形的判定推出即可.(2)如图8-18,延长AP交⊙O于D,连接BD,设圆半径为r
,则OP=OB=r,PA=5−r,根据AB=AC推出22225(25)(5)rr−=−−,求出r,证△DPB∽△CPA,得出BPAPPDCP=,代入求出PB即可.(3)如图8-19,根据已知得出Q在AC的垂直平分线上,作出线段AC的垂直平分线MN
,作OE⊥MN,求出OE<r,求出r范围,再根据相离得出r<5,即可得出答案.【解】(1)AB=AC.理由如下:连接OB.∵AB切⊙O于B,OA⊥AC,∴∠OBA=∠OAC=90°.∴∠OBP+∠ABP=90°,∠ACP+∠CPB=9
0°.∵OP=OB,∴∠OBP=∠OPB.∵∠OPB=∠APC,∴∠ACP=∠ABC.图8-16图8-17图8-1920∴AB=AC.(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,设圆半径为r,则由OA=5得,OP=OB=r,PA=5−r.又∵PC
=52,222225rOBOAAB−=−=,22222)5()52(rPAPCAC−−=−=.由(1)AB=AC得2222)5()52(5rr−−=−,解得:r=3.∴AB=AC=4.∵PD是直径,∴∠PBD=90°=∠PAC.∵∠DPB=∠CPA,∴△
DPB∽△CPA.∴BPAPPDCP=,即BP2652=,解得:556=PB.(3)作线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,则OE=21AC=21AB=22r521−.又∵圆O要与直线MN交点,∴OE=22r521−≤r.∴r≥5.又∵圆O与直线
l相离,∴r<5.∴⊙O的半径r的取值范围为5≤r<5.练习10-2如图,在⊙O上有定点C和动点P,位于直径AB的异侧,过点C作CP的垂线,与PB的延长线交于点Q,已知:⊙O半径为,tan∠ABC=,
则CQ的最大值是.21【解析】∵AB是⊙O的直径,∴AB=5,∠ACB=90°,在Rt△ABC中,tan∠ABC=,∴设AC=3x,BC=4x,根据勾股定理得,(3x)2+(4x)2=25,∴x=5(负值已舍去),∴AC=3,BC
=4,∵CQ⊥CP,∴∠PCQ=90°=∠ACB=90°,∵∠A=∠P,∴△ABC∽△PQC,∴,∴CQ==PC,∵PC是⊙O的弦,∴PC最大时,CQ最大,而PC最大=AB=5,∴CQ最大=×5=,故答案为:.练习10-3如图
,A(2,0)、B(6,0),以AB为直径作⊙M,射线OF交⊙M于E、F两点,C为弧AB的中点,D为EF的中点.当射线OF绕O点旋转时,22CD的最小值为.【解析】连接MD,如图,∵D为EF的中点,∴MD⊥EF,
∴∠ODM=90°,∴点D在以A点为圆心,2为半径的圆上,当D点为CA与⊙A的交点时,CD的值最小,此时CD=AC﹣2=2﹣2,即CD的最小值为2﹣2.故答案为:2﹣2.练习10-4如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=10,BC=8,点D是BC上一点,BC=3CD,点P是
线段AC上一个动点,以PD为直径作⊙O,点M为的中点,连接AM,则AM的最小值为.【解析】如图,连接OM,CM,过点A作AT⊥CM交CM的延长线于T.23∵=,∴OM⊥PD,∴∠MOD=90°,∴∠MCD=∠MOD=45°,∵∠ACB=90°,∴∠
ACT=45°,∵AT⊥CT,∴∠ATC=90°,∵AC=10,∴AT=AC•sin45°=5,∵AM≥AT,∴AM≥5,∴AM的最小值为5,故答案为5.练习10-5如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,其中AB
=4,∠AOC=120°,P为⊙O上的动点,连AP,取AP中点Q,连CQ,则线段CQ的最大值为()A.3B.1+C.1+3D.1+24【解析】如图,连接OQ,作CH⊥AB于H.∵AQ=QP,∴OQ⊥PA,∴∠AQO=90°,∴点Q的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,当点Q在CK的
延长线上时,CQ的值最大(也可以通过CQ≤QK+CK求解)在Rt△OCH中,∵∠COH=60°,OC=2,∴OH=OC=1,CH=,在Rt△CKH中,CK==,∴CQ的最大值为1+,故选:D.练习10-6如图,AB,BC是⊙O的弦,∠B=60°,点O在∠B内,点D为上的动点,
点M,N,P分别是AD,DC,CB的中点.若⊙O的半径为2,则PN+MN的长度的最大值是()25A.B.C.D.【解析】连接OC、OA、BD,作OH⊥AC于H.∵∠AOC=2∠ABC=120°,∵OA=OC,OH⊥AC,∴∠COH=∠AOH=60°,CH=AH,∴CH=AH=OC•sin60°=
,∴AC=2,∵CN=DN,DM=AM,∴MN=AC=,∵CP=PB,AN=DN,∴PN=BD,当BD是直径时,PN的值最大,最大值为2,∴PM+MN的最大值为2+.故选:D.练习10-7如图,⊙O的直径AB的长12,长度为4的弦DF在半圆上滑动,DE⊥AB于点E,OC⊥DF于点C,
连接CE,AF,则sin∠AEC的值是,当CE的长取得最大值时AF的长是.【解析】如图1,26连接OD,∴DO=AB=6,∵OC⊥DF,∴∠OCD=90°,CD=CF=DF=2,在Rt△OCD中,根据勾股定理得,OC==4,∴sin∠ODC
===,∵DE⊥AB,∴∠DEO=90°=∠OCD,∴点O,C,D,E是以OD为直径的圆上,∴∠AEC=∠ODC,∴sin∠AEC=sin∠ODC=,如图2,∵CE是以OD为直径的圆中的弦,CE要最大,即:CE是以OD为直径的圆的直径,∴CE=
OD=6,∠COE=90°,∵∠OCD=∠OED=90°,∴四边形OCDE是矩形,∴DF∥AB,过点F作FG⊥AB于G,易知,四边形OCFG是矩形,∴OG=CF=2,FG=OC=4,∴AG=OA﹣OG=4连接AF,在Rt△AFG中,根据勾股定理得
,AF==4,故答案为,4.27练习10-8如图,以点P(2,0)为圆心,3为半径作圆,点M(a,b)是⊙P上的一点,则ab的最大值是.【解析】当ab有最大值时,即tan∠MOP有最大值,也就是当OM与圆
相切时,tan∠MOP有最大值,此时tan∠MOP=MP/OM,在Rt△OMP中,由勾股定理得:OM=22PMOP−=1)3(222=−,则tan∠MOP=ab=MP/OM=3,故答案为:3.练习10-9如图1,已知AB是⊙O的直径,点D是弧AB上一点,
AD的延长线交⊙O的切线BM于点C,点E为BC的中点,(1)求证:DE是⊙O的切线;(2)如图2,若DC=4,tanA=,延长OD交切线BM于点H,求DH的值;(3)如图3,若AB=8,点F是弧AB的中点,当点D在弧AB上运动时,过F作FG⊥AD于G,连接BG,求BG的最小值.28【
解析】(1)证明:如图,连接OD,BD,∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=∠CDB=90°,∵BM是⊙O的切线,∴∠ABC=90°,∵点E是BC的中点,∴DE=BC=BE=CE,∴∠EDB=∠EBD,又∵OD=OB,∴∠ODB=∠OBD,∴∠ODB+∠EDB=∠OBD+∠EBD=90°,即∠
ODE=90°,∴OD⊥DE,∴DE是⊙O的切线;(2)解:如图2,连接BD,29∵∠A+∠ABD=∠ABD+∠CBD=90°,∴∠A=∠CBD,∵DC=4,tanA=,∴tan∠CBD=tanA=,∴BD=8,∴BC==4,∴DE=,∴AB=,∴BO=OD=4,又∵DE是⊙O的切线,∴∠HDE=
90°,∴tan∠DHE==,设DH=x,则,∴BH=2x,在Rt△BOH中,OB2+BH2=OH2,即,解得:x=或x=0(舍去),∴DH=;(3)解:如图3,连接BF,取AF中点N,构造圆N,连接NG,3
0∵FG⊥AD于点G,∴当点D在弧AB上运动时,点G在圆N上运动,∴当点N、G、B三点共线时,BG有最小值,∵AB=8,点F是弧AB的中点,∴∠AFB=90°,AF=BF=,∴NG=NF=,BN===2,∴BG=BN﹣NG=2.练习10-10已知点和直线,
求点P到直线的距离d可用公式计算.根据以上材料解决下面问题:如图,的圆心C的坐标为,半径为1,直线l的表达式为,P是直线l上的动点,Q是上的动点,则的最小值是()31A.B.C.D.2【解析】过点C作直线l的垂线,交于点Q,交直线l于点P,此时PQ的值最小,如图
,∵点C到直线l的距离,半径为1,∴的最小值是,故答案为:B.练习10-11如图,在Rt△AOB中,,以点O为圆心,2为半径的圆与OB交于点C,过点C作交于点D,点P是边OA上的动点.当最小时,OP的长为()A.B.C.1D.【解析】延长CO交于点E,连接ED,
交AO于点P,如图,32∵CD⊥OB,∴∠DCB=90°,又,∴∠DCB=∠AOB,∴CD//AO∴∵OC=2,OB=4,∴BC=2,∴,解得,CD=;∵CD//AO,∴,即,解得,PO=故答案为:B.练习10-12如图,半圆O的半径长为5,点P为直径AB上的一个动点,已知
CP上AB,交半圆O于点C,若D为半圆O上的一动点,且CD=4,M是CD的中点,则PM的值有()A.最小值5B.最小值4C.最大值5D.最大值4【解析】连接OM,OC,33∵点M是CD的中点,∴OM⊥CD,∵CP⊥AB,∴∠CPO=∠OMC=90°,∴点P,O,M,C四点共圆,OC是圆的
直径,设圆心为I∴当点M,P,I三点共线时即PM是圆的直径时,即PM=OC=5时,PM的值最大.故答案为:C.