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壓軸題“一題精講”(二十一):圓中位置關系(三)

 妍小青 2023-02-14 發(fā)布于上海

圓中位置關系涉及到“相交”問題,主要涵蓋的是“直線與圓的相交問題”以及“圓與圓的相交問題”。

對于兩圓相交問題,往往結合“連心線”和“公共弦”的性質(zhì)定定理,同時往往結合“勾股定理”和“相似三角形的性質(zhì)定理”,或求圓心距或求連心線。對于直線與圓相交的問題,往往結合“垂徑定理”的基本圖形進行問題解決。

① 直線與圓相交問題,當以實際問題為背景時,先根據(jù)題意畫出圖形,再結合垂徑定理、銳角三角比等相關信息進行問題解決:

解法分析:本題以A為圓心,100為半徑畫圓,與MN有兩交點B、C,則BC的長度就是影響的距離,除以速度就是影響的時間。

② 圓與圓相交問題,需要分類討論,即公共弦在相交兩圓圓心的同側或異側,結合勾股定理或者銳角三角比進行問題解決。

解法分析:本題的背景是“345”三角形和“動”等腰直角三角形的組合,圖中有著豐富的X型或A型基本圖形,因此問題解決的路徑比較豐富。

本題的第1問是線段間函數(shù)關系的確立,由于線段AC、DQ、AD的長度可以用含x或y的代數(shù)式或者具體長度表示,因此可以利用AC-QE-x型基本圖形,只需要求出QE的長度即可,對于QE的求法,可以利用PE-AC-A型基本圖形進行表示。

本題的第二問是相似三角形的存在性問題,由于這兩個三角形有一組相等的對頂角,因此從角的角度進行分類討論,即CGQ=AGBDCQ=DAB,然后根據(jù)相似三角形對應邊成比例列出數(shù)量關系。

本題的第三問是兩圓相交問題。首先根據(jù)題意畫出圖形,然后借助圖中的相似三角形和銳角三角比表示相應線段的長度,結合勾股定理進行求解,如下圖所示:

本題的難點在于設元,即用含t的代數(shù)式表示AB的長度,綜合性也比較強,全面利用了相似三角形、銳角三角比的性質(zhì)。

解法分析:本題的背景是“345”三角形和動圓相結合的問題。根據(jù)∠ACB=90°以及AP=DP,可以得到∠E=∠B,即△BEP為等腰三角形,這是一個重要的結論;同時點E是在射線BC上運動的動點,也就暗示了本題的第(2)問需要根據(jù)點E的位置分類討論。

本題的第一問是E在線段BC延長線上的情況。

第①問是函數(shù)關系的建立,有兩種解題路徑:

路徑1:根據(jù)相似三角形的性質(zhì)建立線段間的比例關系

路徑2:作平行線構造基本圖形,利用銳角三角比標出線段長度

解法2和例題1得第一問的解法相類似,都是借助基本圖形建立線段間的比例關系,從而建立函數(shù)關系式。

第②問是兩圓間的位置關系問題,如下圖所示:
對于兩圓的外切問題,最重要的就是找準圓心距=兩圓半徑和,由①可知PQ垂直平分BE,借助PQ-AC-A型基本圖形,可以求出圓心距PQ的長度和半徑BQ,從而建立數(shù)量關系。

本題的第二問涉及到了點在線段及其延長線上的分類討論。在②的基礎下,用含x的代數(shù)式表示IQ、CQ的長度,在△CQI中利用勾股定理求出CI的長度,再利用AP=IQ求出x的長度。

對于圓中的“相交問題”,需要結合相交圓的性質(zhì)、垂徑定理、勾股定理、相似三角形、銳角三角比等。同時要能夠靈活運用圖中的特殊圖形,如直角三角形(345)、等腰(直角)三角形等,利用基本圖形分析法,這樣才能盡快找到問題的突破口和解決方法。

2022上海中考25題第(3)問就充分考察了相交兩圓和基本圖形相結合的綜合應用,方法較多,也比較靈活,可以點擊下方鏈接跳轉(zhuǎn)。

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