文 曹 陽
初中階段的許多幾何問題雖然看似與圓無關,但是若能結合題目的已知條件,找出與圓有關聯(lián)的條件,借助隱圓或輔助圓,看透問題的本質,就能運用圓的性質予以解決。
例1如圖1,在四邊形ABCD中,DC∥AB,BC=1,AB=AC=AD=2,則BD的長為________。
【解析】如圖2,因為AB=AC=AD=2,所以B、C、D在以點A為圓心,AB長為半徑的圓上。延長BA交⊙A于點E,連接DE。由DC∥AB得DE=BC=1,再根據(jù)“直徑所對的圓周角是直角”,所以在Rt△BDE中,由勾股定理得BD=。
例2如圖3,菱形ABCD的邊長為6,∠B=120°,點E在BC上,CE=2,F(xiàn)是線段AD上一點。將四邊形BEFA沿直線EF折疊,B的對應點為B′,當DB′的長度最小時,DF的長為________。
【解析】如圖4,由折疊可得EB′=EB,所以點B′在以點E為圓心,EB長為半徑的圓上。當D、B′、E三點共線時(如圖5),DB′的長度最小,此時易證DF=DE。過點D作DH⊥BC,垂足為H。由菱形的性質可以求出∠C=60°,DC=6。先在Rt△DHC中,求出DH=,CH=3,再在Rt△DHE中,由勾股定理得DE=,所以DF=。
【點評】根據(jù)圓的定義,我們首先觀察出幾個點到同一個點的距離相等,那么這里隱藏了一個圓;接著我們以這個定點為圓心,以這個距離為半徑畫出這個隱藏的圓,借助隱圓就可以快速求出角度或線段長度。
例3(2019·江蘇南京)在△ABC中,AB=4,∠C=60°,∠A>∠B,則BC的長的取值范圍是________。
【解析】如圖6,作△ABC的外接圓,當∠BAC=90°時,BC最長,為該外接圓的直徑,求得此時;當∠BAC=∠ABC時,△ABC是等邊三角形,此時BC=4;由已知條件∠BAC>∠ABC,可得BC的長的取值范圍是4<BC≤。
【點評】本題考查了三角形的三邊關系、直角三角形的性質、等邊三角形的性質,作出△ABC的外接圓進行推理計算是解題的關鍵。幾何最值問題探索性強、難度較大,其中有一類與隱圓有關的最值問題,越來越受到命題者的青睞,解決這類題較為有效的方式是追蹤動點的生成過程,研究其運動軌跡。因為此題中AB=4(定邊),∠C=60°(定角),所以點C的運動軌跡就是以AB為弦,定角為圓周角的弧。