有一段时间没有更新了,一来是身体有点不舒服,二来是考完一模之后这段时间各种忙,最近又开始收集一些有代表性的中考压轴题给学生训练一下,也顺带在公众号与大家分享一下, 下面来分享一题“几何动态最值“的问题,它串联了直角三角形、等边三角形、正方形三类核心图形,覆盖了共圆判定、相似构造、轨迹思想三大中考高频考点。
一、题目呈现
【原题】(1) 如图①,在中,,,,以为直径作,点是内部的一个动点,且满足,则线段的最小值为______。
(2) 如图②,是等边与的公共边,且,。点是等边内部一点,且满足,求线段的最小值;
(3) 如图③是某生态公园的部分示意图,正方形是一块绿地,经测量。政府计划对该绿地及周边区域进行重新规划利用,在射线上取一点,沿、修两条小路,并在小路上取点,将段修建为供游客休息的走廊(走廊宽度忽略不计)。根据设计要求,,为了节省铺设成本,要求供游客休息的走廊的长度尽可能小,问的长度是否存在最小值?若存在,求出长度的最小值;若不存在,请说明理由。

在课堂上带学生拆完就会发现:三问的核心逻辑完全一致,都是“通过角相等锁定动点轨迹→找到轨迹上的临界位置→用线段差求最值”,区别只是载体图形越来越复杂,情境越来越贴近现实。
第(1)问:入门级——用“直角对直径”锁圆轨迹
方法点拨:三步破题法
我给学生总结的口诀是:遇等角先找互余,遇直角就联直径,求线段最值连圆心。
先抓题干里的“隐形直角”:,所以,自然得到; 代入已知条件,等量替换后得到,直接推出; 根据“直径所对的圆周角是直角”,反过来就能确定:所有满足的点,都在以为直径的圆上。
解题过程
解:(1) ∵ ,∴,即。又∵,∴,∴,∴ 点在以为直径的上(直径所对圆周角为直角)。
如图,连接 交 于点 ,此时 最短(两点之间线段最短,圆内一点到圆上一点的最短距离是“圆心到该点的线段减去半径”)。

∵ 是中点,,∴。在中,,,,由勾股定理得。∴的最小值。
第(2)问:进阶级——用“互补共圆”处理四点共圆
方法点拨:共圆判定+最值转化
两个核心工具:
另外还要提醒:遇到等边三角形和圆结合,优先考虑“三边相等→半径相等→等边三角形”的嵌套关系。
完整解题过程
解:(2) ∵ ,,∴ ,∴ 点 、、、四点共圆(对角互补,四边形有外接圆)。
如图,作 的外接圆,连接、、,交于点,交于点,此时最短(是圆外定点,连线与圆的交点到最近)。
∵ ,∴ 圆心角(同弧所对圆心角是圆周角的倍)。又∵,∴是等边三角形,∴。
∵ 是等边三角形,∴,∴,∴ 四边形是菱形(四条边相等的四边形是菱形),∴与互相垂直平分,平分,∴,。
在 中,,∴(菱形对角线互相平分)。又∵(半径),∴的最小值。
第(3)问:应用级——从几何模型到实际情境的迁移
方法点拨:相似嵌套+轨迹锁定
这一问的核心是两层相似的叠加,可以拆成了两步:
第一次相似定乘积关系:和有公共角,再加,直接证相似,得到,交叉相乘得,而,所以; 第二次相似定轨迹:看 和 ,已经有 ,还有公共角 ,所以这两个三角形也相似,推出 ——这就直接锁定了点 在以 为直径的圆上!
到这里,问题就和第(1)问完全同构了:求定点 到圆 的最短距离,连圆心 和 ,减半径即可。
完整解题过程
解:(3) 的长度存在最小值,理由如下:∵ 四边形 是正方形,∴ ,。
在 和中,(公共角),(已知),∴(AA相似),∴,即。又∵,∴。
连接 ,以为直径作,则。在和中,(已证),(公共角),∴(SAS相似),∴,∴ 点在以为直径的圆上运动(直径所对圆周角为直角)。
连接 交 于点 ,此时 最短(两点之间线段最短)。

在 中,,,,由勾股定理得。∴,即当与重合时,取得最小值,最小值为。
方法归纳:这类题的通用解题框架
动态几何最值题解题清单:不管题干怎么变,按这个步骤走就不会乱: