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“PA+k·PB”最值, 阿氏圆问题

“PA+k·PB”型最值问题在近些年中考真题和模考题中时有出现,是考查的热点更是难点内容。

当 k 值为 1 时,即可转化为“PA+PB”之和最短问题,就可用我们常见的“饮马问题”模型 来处理,即可以转化为轴对称问题来处理。

而当 k 取任意不为 1 的正数时,若再以常规的轴对称思想来解决问题,则无

法进行,因此必须转换思路。

此类问题的处理通常以动点P所在图像的不同分两类处理:

点 P 在直线上运动的类型称之为“胡不归”问题

点 P 在圆周上运动的类型称之为“阿氏圆”问题。

阿氏圆又称阿波罗尼斯圆,已知平面上两点 A、B,则所有满足PA=kPB(k≠1)的点 P 的轨迹是一个圆,这个轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”。

在几何画板上观察下面的图形,当P在在圆A上运动时,PC、PB的长在不断的发生变化,但AB与AC的比值却始终保持不变。

在初中的题目中往往利用逆向思维构造"斜A"型相似(也叫"母子型相似")+两点间线段最短解决带系数两线段之和的最值问题。

模型探究

如图所示 ,⊙O 的半径为 r,点 A、B 都在⊙O 外,P 为⊙O 上的动点,

已知 r=k·OB.连接 PA、PB,

则当“PA+k·PB”的值最小时,P 点的位置如何确定?

解题关键:

如何确定“k·PB”的大小,需要将“k·PB”进行转化。

如何转化?

通过构造母子型相似三角形,将“k·PB”进行转化。

如何构造?

在线段OB上截取 OC 使 OC=k·r,

半径的平方(r2)= 原有线段(OP)×构造线段(OC)。

构造共边共角型相似三角形,也就是母子型相似三角形

证明△BPO 与△PCO 相似,即 k·PB=PC。

∴本题求“PA+k·PB”的最小值转化为求“PA+PC”的最小值,即 A、P、C

三点共线时最小,本题得解。

“ 阿氏圆 ” 一般解题步骤:

第一步:连接动点至圆心 O (将系数不为 1 的线段的两个端点分别与圆心相连接),则连接 OP、OB;

第二步:计算出所连接的这两条线段OP、OB长度;

第三步:计算这两条线段长度的比OP/OB=k;

第四步:在OB 上取点C ,使得OC/OP=OP/OA;

第五步:连接 AC ,与圆 O 交点即为点P.

模型应用举例:

模型应用练习:

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