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圓中的定值與最值問題,多數(shù)同學(xué)止步于第二問,難度太大!

 學(xué)霸數(shù)學(xué) 2023-02-28 發(fā)布于廣東

數(shù)學(xué)探究一直是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的極重要的方法,新課標(biāo)對(duì)此有細(xì)致闡述.小明對(duì)圓中定值與最值問題十分感興趣,為此他做了一個(gè)簡(jiǎn)單的探究.如圖,在直角坐標(biāo)系中,圓心Mx軸正半軸上,點(diǎn)PM第一象限內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),據(jù)此:

【前提條件】假若sinABO,r5

【探究規(guī)律】如圖1,連接DP并延長(zhǎng)交y軸于點(diǎn)E,那么在P點(diǎn)移動(dòng)過程中,是否有DP·DE為定值?若為定值,求出來定值;若不是,求出其最小值.

【歸納總結(jié)】如圖2,小明發(fā)現(xiàn)做題越來越有意思,于是作∠ADH2ABO,BHDH,交x軸于點(diǎn)F,連接PF,OP.點(diǎn)G為線段OP的三等分點(diǎn)(OGOP).以點(diǎn)O為圓心,以線段OG為半徑作O,設(shè)O半徑為r,在點(diǎn)P移動(dòng)過程中,是否有r21715cosFPO)為定值?若為定值,求出定值;若不為定值,請(qǐng)求出其最小值.

【拓展提升】如圖3,若圓心和半徑大小均不固定,那么點(diǎn)PA,BC,D,M均為動(dòng)點(diǎn),作PTy軸,交動(dòng)圓M于點(diǎn)TQR兩點(diǎn)為直線PT右側(cè)的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),并且PTQR.那么在點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)過程中,是否有為定值?若為定值,求出這個(gè)定值;若不為定值,請(qǐng)求出其最小值.


解:(1)連接MB,由sin∠ABO=tan∠ABO=,設(shè)OA=x,則OB=2xOM=5-x,由勾股定理得,解得x=2;

連接APAD為直徑知∠APD=90°,易得△DPA~△DOE,得,不變.


(2) 第一步:連接BD,易知∠ABO=∠BDA,而∠FDH=2∠ABO,故BD平分∠FDH,得△DBH≌△DBOBH=BO=4,DH=DO=8;

同時(shí)△FOB~△FHD,,設(shè)OF=m則有FH=2m,在FDH中,由勾股定理得m=;

此處亦可由tanABO=tanFDH=tan2ABO=求數(shù)據(jù).

第二步:作PN?AD于點(diǎn)N,設(shè)∠POD=,則AN=3rcos,PN=3rsinMN=3rcos-,PMN中,得

PF2=,即PF=5r,

OQ?PF于點(diǎn)Q,PQ=3rcosFPO,OQ=3rsinFPO,OFQ中,得


點(diǎn)評(píng):題目以圓中的定值與最值問題為核心考點(diǎn),輔助線和方法都有較大難度.尤其是第三問的比值的最值的求解,屬于超綱內(nèi)容,同學(xué)們可以了解一下.

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