为助力初中阶段隐圆专题复习,我将从核心定义、常见模型、解题步骤、经典例题及易错点梳理入手,构建系统的复习框架,帮助精准把握解题关键。
一、隐圆的核心定义与本质
隐圆:指题目中未明确画出圆,但其条件隐含着“定点、定长、定角”等圆的基本性质,通过分析条件可构造出隐形的圆,进而利用圆的性质(如圆周角定理、圆心角定理、切线性质等)解决几何问题。
核心本质:到定点的距离等于定长的点的集合是圆,或定角对定边(定角为锐角/钝角时,顶点轨迹为圆)。
二、隐圆的4大常见模型(重点突破)
模型1:定点+定长模型(最基础模型)
• 条件特征:题目中存在一个定点,且有多个点到该定点的距离相等(定长)。
• 构造方法:以定点为圆心,定长为半径作圆,所有满足条件的点均在该圆上。
• 典型场景:
1. 等腰三角形中,底边固定时,顶点到底边两端点距离相等(以底边中点为定点?不,以底边为弦,顶点轨迹为圆);
2. 折叠问题中,折叠后对应点到折痕上某点距离相等;
3. 动点到定点的距离为定值。
模型2:定角对定边模型(“定角圆周角”模型)
• 条件特征:在△ABC中,边AB长度固定,∠ACB为定值(∠C≠90°),则点C的轨迹是△ABC的外接圆(不包含A、B两点)。
• 关键结论:
1. 定角为锐角时,轨迹是优弧AB;
2. 定角为钝角时,轨迹是劣弧AB;
3. 定角为90°时,轨迹是以AB为直径的圆(直径所对圆周角为直角,单独归为模型3)。
• 构造方法:
1. 作AB的垂直平分线;
2. 根据定角∠C,利用圆周角定理求出圆心角∠AOB(∠AOB=2∠C);
3. 确定圆心O,以OA为半径作圆。
模型3:直角三角形的“直径圆”模型
• 条件特征:题目中存在多个直角(∠ACB=∠ADB=90°),且直角顶点在不同位置,斜边AB固定。
• 核心定理:直角三角形的斜边为直径时,直角顶点必在圆上(反之,圆的直径所对的圆周角为直角)。
• 构造方法:以斜边AB为直径作圆,所有直角顶点均在该圆上(不含A、B两点)。
模型4:四点共圆模型(对角互补/同侧等角)
• 条件特征:
1. 四边形ABCD中,∠A+∠C=180°(对角互补);
2. 点C、D在直线AB同侧,且∠ACB=∠ADB(同侧等角)。
• 结论:A、B、C、D四点共圆(四点在同一个圆上)。
• 构造方法:找任意三点的外接圆,第四点必在圆上(常用前三点作垂直平分线找圆心)。
三、隐圆问题的解题步骤(通用流程)
1. 识别信号:寻找题目中的“关键词”——定点、定长、定角、直角、对角互补、同侧等角;
2. 构造隐圆:根据上述模型,画出隐形的圆(标注圆心、半径、定边、定角);
3. 转化条件:将几何问题转化为圆的问题,利用圆的性质分析:
◦ 求线段最值:利用“圆心到点的距离±半径”(如圆外一点到圆上点的距离最大值=圆心距+半径,最小值=圆心距-半径);
◦ 求角度:利用圆周角定理(同弧所对圆周角相等、圆心角是圆周角2倍)、圆内接四边形对角互补;
◦ 证明线段相等/垂直:利用圆周角相等推导三角形全等/相似,或直径所对圆周角为直角;
4. 验证结论:检查构造的圆是否符合所有条件,避免漏解(如轨迹是否包含端点、是否有多个圆的可能)。
四、经典例题解析(按模型分类)
例题1:定点+定长模型
题目:如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,点E是BC的中点,点F是AB上的动点,将△BEF沿EF折叠,点B落在点B'处,求B'到点A的最小距离。
解析:
• 步骤1:识别定点与定长——折叠后EB'=EB(定长),E是BC中点,EB=3(定长),E是定点;
• 步骤2:构造隐圆——以E为圆心,EB=3为半径作圆,B'的轨迹是该圆上的点;
• 步骤3:求最值——A到E的距离为√(AB²+BE²)=√(4²+3²)=5,B'到A的最小距离=AE - 半径=5-3=2。
例题2:定角对定边模型
题目:如图,在平面直角坐标系中,A(0,0),B(4,0),点C在第一象限,且∠ACB=60°,求△ABC面积的最大值。
解析:
• 步骤1:定边AB=4,定角∠ACB=60°,构造△ABC的外接圆⊙O;
• 步骤2:圆心O在AB的垂直平分线上(x=2),圆心角∠AOB=2×60°=120°,OA=OB=半径R,由余弦定理得AB²=OA²+OB²-2OA·OB·cos120°,解得R=4√3/3;
• 步骤3:面积最大值取决于C到AB的最大距离(高h),h的最大值为圆心O到AB的距离+半径,圆心O到AB(x轴)的距离为√(R² - 2²)=2√3/3,故h_max=2√3/3 + 4√3/3=2√3;
• 步骤4:面积最大值=1/2×AB×h_max=1/2×4×2√3=4√3。
例题3:直角三角形的“直径圆”模型
题目:如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,点P是平面内一点,且∠APB=90°,求CP的最小值。
解析:
• 步骤1:∠APB=90°,AB为定边(AB=√(6²+8²)=10),构造以AB为直径的圆⊙O,O是AB中点;
• 步骤2:计算OC的长度——O是AB中点,直角三角形斜边中线等于斜边一半,OC=5;
• 步骤3:CP的最小值=OC - 半径(半径=5)=5-5=0?不对,OC=5,半径=5,故CP最小值为|OC - 半径|=0?实际当P与C重合时,∠APB是否为90°?验证:C在⊙O上(直径所对圆周角为直角),故P与C重合时满足条件,CP最小值为0。
例题4:四点共圆模型
题目:如图,四边形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,对角线AC=6,求BD的最大值。
解析:
• 步骤1:∠BAD+∠BCD=180°,故A、B、C、D四点共圆;
• 步骤2:AC为圆的弦,BD是圆的另一条弦,当BD为直径时,BD最大;
• 步骤3:直径是圆中最长的弦,故BD的最大值=AC所在圆的直径?不对,四点共圆中,AC是弦,当AC为直径时,BD的最大值为直径?实际:四点共圆,BD的最大值为圆的直径,而∠BAD=90°,故BD为直径时,∠BAD=90°成立,此时BD=直径,而AC是弦,直径≥AC,故当AC为直径时,BD最大值=6?不,重新分析:四点共圆,∠BAD=90°,故BD为直径(直角所对的弦为直径),因此BD是圆的直径,AC是圆的弦,直径≥AC,故BD的最大值为直径,而AC的最大值为直径,故当AC为直径时,BD=AC=6?正确,故BD的最大值为6。
五、易错点警示
1. 忽略轨迹的范围:构造隐圆后,需注意动点是否能到达圆的端点(如折叠问题中,B'不能与E、F重合);
2. 定角对定边时圆心位置判断错误:定角为钝角时,圆心在三角形外部,定角为锐角时在内部;
3. 四点共圆的条件混淆:“同侧等角”需强调“在定边同侧”,异侧等角则不共圆;
4. 最值问题中圆心距计算错误:需准确找到圆心,利用坐标或勾股定理计算圆心到目标点的距离;
5. 遗漏多解情况:部分题目可能存在两个隐圆(如定角对定边时,优弧和劣弧两种情况),需全面分析。
六、巩固练习(附提示)
1. 如图,在边长为4的正方形ABCD中,点E是AB上一点,AE=1,点P是正方形内一点,且PE=2,求△PCD面积的最小值。(提示:定点E,定长PE=2,构造以E为圆心的圆)
2. 如图,A(2,0),B(8,0),点C在y轴上,且∠ACB=45°,求点C的坐标。(提示:定角对定边,构造外接圆,分y轴正半轴、负半轴两种情况)
3. 如图,Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=3,BC=4,点D是平面内一点,且AD=2,求BD的最大值。(提示:定点A,定长AD=2,构造圆,利用圆心距+半径求最值)
这份资料覆盖了隐圆专题的核心考点与解题方法,可结合例题反复琢磨模型应用。