徐曉連
近年來,各地中考題常涉及“隱形圓”。這些題呈現(xiàn)方式多樣,入手較難。但我們只要認識到題目的本質,就會發(fā)現(xiàn)其中的巧妙之處。
例題 如圖1,在Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4。P是△ABC內(nèi)部的一個動點,且滿足∠PAB=∠PBC,則線段CP長的最小值為( )。
【解析】本題考查點與圓的位置關系、圓周角定理、最值問題等知識,解題的關鍵是確定點P的位置。首先證明點P在以AB為直徑的圓O上,連接OC與圓O交于點P,此時PC最小,再利用勾股定理求出OC,即可解決問題。答案選B。
【變式1】(2021·廣東)在△ABC中,∠ABC=90°,AB=2,BC=3,點D為平面上一個動點,∠ADB=45°,則線段CD長度的最小值為_______。
【解析】本題沒有給出幾何圖形,需要自己作圖分析。根據(jù)“定弦定角”模型,可作出輔助圓。如圖2,以AB為斜邊向兩側作等腰直角三角形OAB和等腰直角三角形O′AB,則點D應在分別以O和O′為圓心,OA和O′A長為半徑的優(yōu)弧上,若CD長度最小,則點D應在以O為圓心,OA長為半徑的優(yōu)弧上。過圓心O作ON⊥AB,OM⊥BC,以O為圓心,OB為半徑作圓,點D在圓O上。
【點評】45°的圓周角所對的弦長是定值,屬于“隱形圓”中典型的“定弦定角”模型。
【變式2】如圖3,E、F分別為正方形ABCD的邊BC、CD上的動點,連接AE、AF、EF,且滿足∠EAF=45°。
(1)求證:BE+DF=EF;
(2)若正方形的邊長為1,則△ECF面積的最大值為_______。
【解析】(1)如圖4,把△ADF繞點A順時針旋轉90°得到△ABG,可證△EAF≌△EAG,從而得到BE+DF=EF。
(2)由(1)可知S△ECF=S正方形ABCD-2S△AEF=1-EF,以EF為斜邊向△AEF內(nèi)作等腰直角三角形OEF。由于∠EAF=45°,點A、E、F在以O為圓心,OE為半徑的圓上,當EF值最小時,△ECF的面積最大。過點A作AH⊥EF于點H,以EF為斜邊向△AEF內(nèi)作等腰直角三角形OEF,取EF中點I,連接OA、OI、CI。
【點評】本題考查了三角形的旋轉、圓周角和圓心角的關系,能發(fā)現(xiàn)“隱形圓”并作出正確圖形是解決問題的突破口。利用“隱形圓”模型常能突破一些較難的綜合題,一旦“圓”形畢露,答案便手到擒來。
(作者單位:1.江蘇省宿遷市宿豫區(qū)豫新初級中學;2.江蘇省宿遷市宿豫區(qū)教師發(fā)展中心)