文 曹 陽
初中階段的許多幾何問題雖然看似與圓無關(guān),但是若能結(jié)合題目的已知條件,找出與圓有關(guān)聯(lián)的條件,借助隱圓或輔助圓,看透問題的本質(zhì),就能運(yùn)用圓的性質(zhì)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?yàn)锳B=AC=AD=2,所以B、C、D在以點(diǎn)A為圓心,AB長為半徑的圓上。延長BA交⊙A于點(diǎn)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(diǎn)E在BC上,CE=2,F(xiàn)是線段AD上一點(diǎn)。將四邊形BEFA沿直線EF折疊,B的對應(yīng)點(diǎn)為B′,當(dāng)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(diǎn)B′在以點(diǎn)E為圓心,EB長為半徑的圓上。當(dāng)D、B′、E三點(diǎn)共線時(如圖5),DB′的長度最小,此時易證DF=DE。過點(diǎn)D作DH⊥BC,垂足為H。由菱形的性質(zhì)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(diǎn)評】根據(jù)圓的定義,我們首先觀察出幾個點(diǎn)到同一個點(diǎn)的距離相等,那么這里隱藏了一個圓;接著我們以這個定點(diǎn)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(dāng)∠BAC=90°時,BC最長,為該外接圓的直徑,求得此時;當(dāng)∠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(diǎn)評】本題考查了三角形的三邊關(guān)系、直角三角形的性質(zhì)、等邊三角形的性質(zhì),作出△ABC的外接圓進(jìn)行推理計算是解題的關(guān)鍵。幾何最值問題探索性強(qiáng)、難度較大,其中有一類與隱圓有關(guān)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(diǎn)的生成過程,研究其運(yùn)動軌跡。因?yàn)榇祟}中AB=4(定邊),∠C=60°(定角),所以點(diǎn)C的運(yùn)動軌跡就是以AB為弦,定角為圓周角的弧。