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专题04-1 阿氏圆模型(几何最值模型)—中考数学重难点突破
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2025-04-16

模型解读

常见类型讲解    

1、模型建立    

2、轨迹证明    

3、最值问题解读    

4、区分胡不归模型和阿氏圆模型    

真题演练    

巩固练习    

压轴真题强化    

在平面上,到线段两端距离相等的点,在线段的垂直平分线上,即对于平面内的定点A、B,若平面内有一动点P满足PA:PB=1,则P点轨迹为一条直线(即线段AB的垂直平分线),如果这个比例不为1,P点的轨迹又会是什么呢?两千多年前的阿波罗尼斯在其著作《平面轨迹》一书中,便已经回答了这个问题。本专题我们一起探究PA:PB=k(k≠1)时P点的轨迹和阿氏圆相关的最值问题。

1、模型建立

如下图,已知A、B两点,点P满足PA:PB=k(k≠1),则满足条件的所有的点P构成的图形为圆.

2、轨迹证明

首先了解角平分线定理和外角平分线定理:

1)角平分线定理

如图,在△ABC中,AD是∠BAC的角平分线,则 . 证明: , 即

2)外角平分线定理

如图,在△ABC中,外角CAE的角平分线AD交BC的延长线于点D,则

证明:在BA延长线上取点E使得AE=AC,连接BD,则△ACD≌△AED(SAS),CD=ED且AD平分∠BDE,则 , 即

如图,PA:PB=k,作∠APB的角平分线交AB于M点,根据角平分线定理, , 故M点为定点,即∠APB的角平分线交AB于定点;

作∠APB外角平分线交直线AB于N点,根据外角平分线定理, , 故N点为定点,即∠APB外角平分线交直线AB于定点;

又∠MPN=90°,定边对定角,故P点轨迹是以MN为直径的圆.

3、最值问题解读

如图1所示,O的半径为 r,点 A、B都在O 外,P为O上一动点,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?

如图2,在线段OB上截取OC使OC=k·r,则可说明△BPO与△PCO相似,即k·PB=PC。故本题求“PA+k·PB”的最小值可以转化为 “PA+PC”的最小值,其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C三点共线时,“PA+PC”值最小(如图3)。

4、区分胡不归模型和阿氏圆模型

在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“k·PA+PB”最值问题,其中P点轨迹是直线,而当P点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.