最值系列问题之轨迹问题(瓜豆原理)

最值系列之瓜豆原理
在辅助圆问题中,我们了解了求关于动点最值问题的方式之一——求出动点轨迹,即可求出关于动点的最值.
⑧到两条平行线距离相等的点的轨迹是和这两条平行线平行且到这两条平行线距离相等的一条直线.
本文讨论一类动点引发的最值问题,在此类题目中,题目或许先描述的是动点P,但最终问题问的可以是另一点Q,当然P、Q之间存在某种联系,从P点出发探讨Q点运动轨迹并求出最值,为常规思路.该题型常见于中考的大小压轴题中,以最值计算或函数解析式的方式出题。
一、轨迹之圆篇
引例1:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,Q为AP中点.
防盗器考虑:当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是?
【分析】观察动图可知点Q轨迹是个圆,而我们还需确定的是此圆与圆O有什么关系?
考虑到Q点始终为AP中点,连接AO,取AO中点M,则M点即为Q点轨迹圆圆心,半径MQ是OP一半,任意时刻,均有△AMQ∽△AOP,QM:PO=AQ:AP=1:2.
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【小结】确定Q点轨迹圆即确定其圆心与半径,
由A、Q、P始终共线可得:A、M、O三点共线,变速箱线束
由Q为AP中点可得:AM=1/2AO.
Q点轨迹相当于是P点轨迹成比例缩放.
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根据动点之间的相对位置关系分析圆心的相对位置关系;根据动点之间的数量关系分析轨迹圆半径数量关系.
引例2:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,作AQ⊥AP且AQ=AP.
考虑:当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是?
Q
【分析】Q点轨迹是个圆,可理解为将AP绕点A逆时针旋转90°得AQ,故Q点轨迹与P 点轨迹都是圆.接下来确定圆心与半径.
考虑AP⊥AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM⊥AO;
考虑AP=AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM=AO,且可得半径MQ=PO.
即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO≌△AQM.
引例3:如图,△APQ是直角三角形,∠P AQ=90°且AP=2AQ,当P在圆O运动时,Q点轨迹是?
【分析】考虑AP⊥AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM⊥AO;
考虑AP:AQ=2:1,可得Q点轨迹圆圆心M满足AO:AM=2:1.
即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO∽△AQM,且相似比为2.
【模型总结】
为了便于区分动点P、Q,可称点P为“主动点”,点Q为“从动点”.
此类问题的必要条件:两个定量
主动点、从动点与定点连线的夹角是定量(∠P AQ是定值);
主动点、从动点到定点的距离之比是定量(AP:AQ是定值).
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Q
【结论】(1)主、从动点与定点连线的夹角等于两圆心与定点连线的夹角:∠P AQ=∠OAM;
(2)主、从动点与定点的距离之比等于两圆心到定点的距离之比:
AP:AQ=AO:AM,也等于两圆半径之比.
按以上两点即可确定从动点轨迹圆,Q与P的关系相当于旋转+伸缩.
古人云:种瓜得瓜,种豆得豆.“种”圆得圆,“种”线得线,谓之“瓜豆原理”.
【思考1】:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,以AP为一边作等边△APQ.考虑:当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是?
【分析】
Q点满足(1)∠P AQ=60°;(2)AP=AQ,故Q点轨迹是个圆:
考虑∠P AQ=60°,可得Q点轨迹圆圆心M满足∠MAO=60°;
考虑AP=AQ,可得Q点轨迹圆圆心M满足AM=AO,且可得半径MQ=PO.
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即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO≌△AQM.
【小结】可以理解AQ由AP旋转得来,故圆M亦由圆O旋转得来,旋转角度与缩放比例均等于AP与AQ的位置和数量关系.
【思考2】如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,以AP为斜边作等腰直角△APQ.考虑:当点P在圆O上运动时,如何作出Q点轨迹?
【分析】Q点满足(1
)∠P AQ=45°;(2)AP:AQ1,故Q
点轨迹是个圆.
连接AO,构造∠OAM=45°且AO:AM:1.M点即为Q点轨迹圆圆心,此时任意时刻均有△AOP∽△AMQ.即可确定点Q的轨迹圆.

本文发布于:2024-09-21 16:48:11,感谢您对本站的认可!

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