深圳市中考备考百师助学培优课程——第18讲:《隐圆模型》自主学习单(含答案)

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深圳市中考备考百师助学培优课程——第18讲:《隐圆模型》自主学习单(含答案)

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《隐圆模型》自主学习单
在中考数学中,有一类高频率考题,几乎每年各地都会出现,明明图形中没有出现“圆”,但是解题中必须用到“圆”的知识点,像这样的题我们称之为“隐圆模型”。隐圆题目常以动态问题出现,有点、线的运动,或者图形的折叠、旋转等,大部分学生拿到题基本没有思路,更谈不上如何解答。隐圆常见形式:动点定长模型、定边定角模型、对角互补模型,上述三种动态问题的轨迹是圆。正所谓:有圆百般好,无圆万事难。“隐圆模型”的题的关键突破口就在于能否看出这个“隐藏圆”。
模型一:动点定长模型
若P为动点,且AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径(动点轨迹是圆或圆弧)
口决:识动点,找定长,得到圆
例1.(2022·北京市·九年级专题练习)如图,四边形中,、分别是,的中垂线,,,则___,___.
例2.(2023·山东泰安·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,的一条直角边在x轴上,点A的坐标为;中,,连接,点M是中点,连接.将以点O为旋转中心按顺时针方向旋转,在旋转过程中,线段的最小值是( )

A.3 B. C. D.2
模型二:定边定角模型
类型1:直径对直角
固定线段AB所对动角∠C恒为90°,则A、B、C三点共圆(直角顶点轨迹是圆或圆弧),AB为直径.
口决:边定值,角恒定,得到圆
例1.(2023·山西临汾·九年级统考期末)如图在四边形中,,若,则的值为( )

A. B. C. D.
例2.(2023上·江苏苏州·九年级校考阶段练习)如图,以为圆心,半径为2的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,点E为上一动点,作于点F.当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为( )

A. B. C. D.
类型2:定弦对定角
固定线段AB所对同侧动角∠P=∠C,则A、B、C、P四点共圆.
若AB为定值,∠P为定角,则P点轨迹是一个圆.
口决:边定值,角恒定,得到圆
例1.(2023·广东深圳·校考模拟预测)如图,在边长为6的等边中,点E在边上自A向C运动,点F在边上自C向B运动,且运动速度相同,连接交于点P,连接,在运动过程中,点P的运动路径长为( )
B.
C. D.
模型三:对角互补模型
若平面上A、B、C、D四个点满足(四边形对角互补),则A、B、C、D四点共圆.
口决:找对角,验互补,得到圆
例1.(2023·河南周口·校考三模)在中,,M是外一动点,满足,若,,,则的长度为 .
跟综练习
1.(2023 北碚区自主招生)如图,△ABC中,∠ACB=90°,点D为边AB的中点,△ADC沿直线CD翻折至△ABC所在平面内得△A′DC,AA′与CD交于点E.若,,则点A′到AB的距离是(  )
A. B. C. D.
2.(2023·山东·统考中考真题)如图,在四边形中,,点E在线段上运动,点F在线段上,,则线段的最小值为 .

3.(2023.江苏九年级期末)如图,在中,,,,点P为平面内一点,且,过C作交PB的延长线于点Q,则CQ的最大值为( )
A. B. C. D.
4.(2022秋 包头期末)如图,在△ABC中,过点C作CD⊥AB,垂足为点D,过点D分别作DE⊥AC,DF⊥BC,垂足分别为E,F.连接EF交线段CD于点O,若CO=2,CD=3,则EO FO的值为(  )
A.6 B.4 C.5 D.6
5.(2023上·江苏连云港·九年级统考期中)如图,在矩形中,已知,,点是边上一动点点不与点,重合,连接,作点关于直线的对称点,连接,则的最小值为 .
6.(2023上·江苏连云港·九年级校考期中)如图,在矩形中,,N是矩形内一点,,点M是边上的动点,则的最小值为 .
7.(2023陕西中考模拟)如图,在等边中,,点P为AB上一动点,于点D,于点E,则DE的最小值为_____.《隐圆模型》自主学习单答案
在中考数学中,有一类高频率考题,几乎每年各地都会出现,明明图形中没有出现“圆”,但是解题中必须用到“圆”的知识点,像这样的题我们称之为“隐圆模型”。隐圆题目常以动态问题出现,有点、线的运动,或者图形的折叠、旋转等,大部分学生拿到题基本没有思路,更谈不上如何解答。隐圆常见形式:动点定长模型、定边定角模型、对角互补模型,上述三种动态问题的轨迹是圆。正所谓:有圆百般好,无圆万事难。“隐圆模型”的题的关键突破口就在于能否看出这个“隐藏圆”。
模型一:动点定长模型
若P为动点,且AB=AC=AP,则B、C、P三点共圆,A圆心,AB半径(动点轨迹是圆或圆弧)
类型1 类型2
口决:识动点,找定长,得到圆
例1.(2022·北京市·九年级专题练习)如图,四边形中,、分别是,的中垂线,,,则___,___.
【答案】 ;
【分析】连接,根据线段垂直平分线的性质可得,从而得到、、在以为圆心,为半径的圆上,根据圆周角定理可得,再由等腰三角形的性质可得,即可求解.
【详解】解:连接,
、分别是、的中垂线,,
、、在以为圆心,为半径的圆上,,,
,,,,
,,
又,.故答案为:,.
【点睛】本题主要考查了圆周角定理,线段垂直平分线的性质,等腰三角形的性质,根据题意得到、、在以为圆心,为半径的圆上是解题的关键.
例2.(2023·山东泰安·统考中考真题)如图,在平面直角坐标系中,的一条直角边在x轴上,点A的坐标为;中,,连接,点M是中点,连接.将以点O为旋转中心按顺时针方向旋转,在旋转过程中,线段的最小值是( )

A.3 B. C. D.2
【答案】A
【分析】如图所示,延长到E,使得,连接,根据点A的坐标为得到,再证明是的中位线,得到;解得到,进一步求出点C在以O为圆心,半径为4的圆上运动,则当点M在线段上时,有最小值,即此时有最小值,据此求出的最小值,即可得到答案.
【详解】解:如图所示,延长到E,使得,连接,
∵的一条直角边在x轴上,点A的坐标为,
∴,∴,∴,
∵点M为中点,点A为中点,∴是的中位线,∴;
在中,,∴,
∵将以点O为旋转中心按顺时针方向旋转,∴点C在以O为圆心,半径为4的圆上运动,
∴当点M在线段上时,有最小值,即此时有最小值,
∵,∴的最小值为,∴的最小值为3,故选A.

【点睛】本题主要考查了一点到圆上一点的最值问题,勾股定理,三角形中位线定理,坐标与图形,含30度角的直角三角形的性质等等,正确作出辅助线是解题的关键.
模型二:定边定角模型
类型1:直径对直角
固定线段AB所对动角∠C恒为90°,则A、B、C三点共圆(直角顶点轨迹是圆或圆弧),AB为直径.
口决:边定值,角恒定,得到圆
例1.(2023·山西临汾·九年级统考期末)如图在四边形中,,若,则的值为( )

A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据题意得到点A,B,C,D四点共圆,然后证明出,进而得到,然后利用直角三角形的性质得到,进而求解即可.
【详解】如图所示,∵ ∴点A,B,C,D四点共圆,

∵∴∵∴∴
∵,∴ ∴∴.故选:D.
【点睛】此题考查了四点共圆,同弧所对的圆周角相等,相似三角形的性质等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
例2.(2023上·江苏苏州·九年级校考阶段练习)如图,以为圆心,半径为2的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,点E为上一动点,作于点F.当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为( )

A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接,,,先由圆周角定理得到点F的运动轨迹是以为直径的圆上,且点O在圆上,进而得到当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为的长;根据勾股定理和锐角三角函数求得,,则所对的圆心角的度数为,利用弧长公式求得的长即可求解.
【详解】解:连接,,,

∵,∴,
∴点F的运动轨迹是以为直径的圆上,且点O在圆上,当点E在点B处时,,点F与O重合;
当点E在点D处时,∵以为圆心,半径为2的圆与x轴交于A,B两点,与y轴交于C,D两点,
∴即,点F与A重合,
∴当点E从点B出发,顺时针旋转到点D时,点F所经过的路径长为的长;
∵,,,∴,
∵,∴,,
∴,则所对的圆心角的度数为,
∴的长为,即点F所经过的路径长为,故选:B.
【点睛】本题考查圆周角定理、解直角三角形、弧长公式、坐标与图形等知识,正确得到点F的运动轨迹以及点F所经过的路径长为的长是解答的关键.
类型2:定弦对定角
固定线段AB所对同侧动角∠P=∠C,则A、B、C、P四点共圆.
若AB为定值,∠P为定角,则P点轨迹是一个圆.
口决:边定值,角恒定,得到圆
例1.(2023·广东深圳·校考模拟预测)如图,在边长为6的等边中,点E在边上自A向C运动,点F在边上自C向B运动,且运动速度相同,连接交于点P,连接,在运动过程中,点P的运动路径长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】过点A作于A,作于,连接,交于,证明,得,再证明,可得,确定点的运动路径是以点为圆心,以为半径的弧,再由弧长公式求解即可.
【详解】解:如图,过点A作于A,作于,连接,交于,
是等边三角形,,,,
,,,是的垂直平分线,,
在中,,,,
,,,
,,,
点的运动路径是以点为圆心,以为半径的弧,
点P的运动路径长为.故选:A.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质和判定,扇形的面积,动点的运动轨迹等知识,确定点的运动轨迹是解本题的关键.
模型三:对角互补模型
若平面上A、B、C、D四个点满足(四边形对角互补),则A、B、C、D四点共圆.
口决:找对角,验互补,得到圆
例1.(2023·河南周口·校考三模)在中,,M是外一动点,满足,若,,,则的长度为 .
【答案】/
【分析】过点B作交的延长线于点H,过点D作于点E,过点D作于点F,点A,M,B,C四点共圆,得,解直角三角形,,面积法求解,,得.
【详解】解析:过点B作交的延长线于点H,过点D作于点E,过点D作于点F,如图所示:
∵∴点A,M,B,C四点共圆
∵∴∴,
∴,∴,
∵,∴,
∴,∴
【点睛】本题考查四点共圆,圆周角定理,解直角三角形,角平分线性质定理,添加辅助构造直角三角形是解题的关键.
跟综练习
1.(2023 北碚区自主招生)如图,△ABC中,∠ACB=90°,点D为边AB的中点,△ADC沿直线CD翻折至△ABC所在平面内得△A′DC,AA′与CD交于点E.若,,则点A′到AB的距离是(  )
A. B. C. D.
【分析】根据直角三角形斜边上的中线性质可得CD=AD=BD=AB,根据勾股定理求出AB=5,由折叠可得AC=A′C=,AD=A′D=,于是得到A′D=,因此△AA′B为直角三角形,进而可得A、B、A′、C四点共圆,以AB为直径,D为圆心作圆,过点A′作A′F⊥AB,设CD与AA′交于点O,根据圆周角定理可得∠A′CO=∠BAO,易证明△A′OC∽△BOA,得到,设OC=x,则OB=,代入式中求得OA=,OA′=2﹣,在Rt△AOC中,利用勾股定理解得x=,则OA′=,OB=,在Rt△OA′B中,根据勾股定理求得A′B=3,设DF=a,则BF=BD﹣DF=,在Rt△A′DF中,A′F2=A′D2﹣DF2=,在Rt△A′BF中,A′F2=A′B2﹣BF2=,以此即可建立方程,求出a值,再代入算出A′F的长即可求解.
【解答】解:在△ABC中,∠ACB=90°,点D为边AB的中点,
∴CD=AD=BD=AB,
∵,,
∴AB===5,
∴AD=BD=,
根据折叠的性质可得,AC=A′C=,AD=A′D=,
∴A′D=AD=,
∴△AA′B为直角三角形,
∴A、B、A′、C四点共圆,
以AB为直径,D为圆心作圆,过点A′作A′F⊥AB,设CD与AA′交于点O,如图,
∵,
∴∠A′CO=∠BAO,
∵∠A′OC=∠BOA,
∴△A′OC∽△BOA,
∴,
设OC=x,则OB=BC﹣OC=,
∴,
∴OA=,OA′=2﹣,
在Rt△AOC中,OC2+AC2=OA2,
∴,
解得:x=或(舍去),
∴OA′=2﹣=,OB=2=,
在Rt△OA′B中,A′B===3,
设DF=a,则BF=BD﹣DF=,
在Rt△A′DF中,A′F2=A′D2﹣DF2=,
在Rt△A′BF中,A′F2=A′B2﹣BF2=,
∴,
解得:a=,
∴A′F==,
即点A′到AB的距离是.
故选:B.
【点评】本题主要考查直角三角形斜边上的中线、四点共圆、折叠的性质、相似三角形的判定与性质、圆周角定理、勾股定理,根据题意证明A、B、A′、C四点共圆,并灵活运用所学知识解决问题是解题关键.
2.(2023·山东·统考中考真题)如图,在四边形中,,点E在线段上运动,点F在线段上,,则线段的最小值为 .

【答案】/
【分析】设的中点为O,以为直径画圆,连接,设与的交点为点,证明,可知点F在以为直径的半圆上运动,当点F运动到与的交点时,线段有最小值,据此求解即可.
【详解】解:设的中点为O,以为直径画圆,连接,设与的交点为点,

∵,∴,∴,
∵,∴,∴点F在以为直径的半圆上运动,
∴当点F运动到与的交点时,线段有最小值,
∵,∴,,∴,
的最小值为,故答案为:.
【点睛】本题考查了平行线的性质,圆周角定理的推论,勾股定理等知识,根据题意分析得到点F的运动轨迹是解题的关键.
3.(2023.江苏九年级期末)如图,在中,,,,点P为平面内一点,且,过C作交PB的延长线于点Q,则CQ的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据题意可得A、B、C、P四点共圆,由AA定理判定三角形相似,由此得到CQ的值与PC有关,当PC最大时CQ即取最大值.
【详解】解:∵在中,,,,
∴A、B、C、P四点共圆,AB为圆的直径,AB=
∵∴∴△ABC∽△PQC
∴, ,即
∴当PC取得最大值时,CQ即为最大值
∴当PC=AB=5时,CQ取得最大值为故选:B.
【点睛】本题考查相似三角形的判定和性质以及四点共圆,掌握同圆或等圆中,同弧所对的圆周角相等确定四点共圆,利用相似三角形性质得到线段间等量关系是解题关键.
4.(2022秋 包头期末)如图,在△ABC中,过点C作CD⊥AB,垂足为点D,过点D分别作DE⊥AC,DF⊥BC,垂足分别为E,F.连接EF交线段CD于点O,若CO=2,CD=3,则EO FO的值为(  )
A.6 B.4 C.5 D.6
【分析】根据题意可得C、E、D、F四点共圆,由圆周角定理可得∠CDE=∠CFE,∠DEF=∠DCF,以此可证明△ODE∽△OFC,再根据相似三角形的性质即可求解.
【解答】解:∵DE⊥AC,DF⊥BC,
∴∠CED=∠DFC=90°,
∴C、E、D、F四点共圆,
∴∠CDE=∠CFE,∠DEF=∠DCF,
∴△ODE∽△OFC,
∴,即OD OC=OE OF,
∵CO=2,CD=,
∴OD=CD﹣OC=,
∴OE OF=OD OC=.
故选:B.
【点评】本题主要考查相似三角形的判定与性质、四点共圆、圆周角定理,熟练掌握四点共圆的条件是解题关键.
5.(2023上·江苏连云港·九年级统考期中)如图,在矩形中,已知,,点是边上一动点点不与点,重合,连接,作点关于直线的对称点,连接,则的最小值为 .
【答案】2
【分析】本题考查圆外一点到圆上一点的最值,轴对称的性质,矩形的性质.连接,得到,进而得到点在以点为圆心,为半径的圆上,当,,三点共线时,线段的长度最小,求出此时的长度即可.解题的关键是确定点的运动轨迹.
【详解】解:连接,点和关于对称,,
在以圆心,为半径的圆上,当,,三点共线时,最短,
,,,故答案为:.
6.(2023上·江苏连云港·九年级校考期中)如图,在矩形中,,N是矩形内一点,,点M是边上的动点,则的最小值为 .
【答案】9
【分析】根据矩形的性质得到,求得,得到点N在以为直径的半圆上运动,设半圆的圆心为O,作点B关于直线的对称点,连接交于M,交半圆于N,则此时的值最小,最小值,过O作于H,根据勾股定理即可得到结论.
【详解】解:∵四边形是矩形,∴,∴,
∵,∴,∴,
∴点N在以为直径的半圆上运动,设半圆的圆心为O,
作点B关于直线的对称点,连接交于M,交半圆于N,则此时的值最小,最小值,
过O作于H,则,,
∴,∴的最小值,故答案为:9.

【点睛】本题考查了利用轴对称求最短距离问题,勾股定理,矩形的性质,解直角三角形,平行四边形的判定和性质,熟练掌握知识点,准确作出辅助线是解题的关键.
7.(2023陕西中考模拟)如图,在等边中,,点P为AB上一动点,于点D,于点E,则DE的最小值为_____.
【答案】
【详解】如解图,,故四边形PDCE对角互补,故P、D、C、E四点共圆,,故,要使得DE最小,则要使圆的半径R最小,故直径PC最小,当时,PC最短为,故,故.

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