中 考 数 学 专 题—最 值 经 典
第十四讲:瓜豆原理类问题
古人云:“种瓜得瓜,种豆得豆”。讲述的是哲学中的因果原理。即:种什么因就得什么果。
所谓“瓜豆原理”,讲述的是两个动点的轨迹之间的关系。也就是说主动点的轨迹与从动点的轨迹一样的。 【方法指导】
主动点的轨迹是圆,从动点的轨迹也是圆;主动点的轨迹是线,从动点的轨迹也是线。
【核心提炼】
此类问题的必要条件:两个定量
主动点、从动点与定点连线的夹角是定量; 主动点、从动点到定点的距离之比是定量.
解决问题的策略:
1、两动:一个主动点,一个从动点
2、一定:瓜豆原理的前提是必须存在定点来充当旋转中心或者位似中心,使主动点经过相应的变换得到从动点。可谓“无定点,不瓜豆”。 旋转篇之轨迹是圆
引例1:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,作AQ⊥AP且AQ=AP.当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是什么?
QAPO
【分析】Q点轨迹是个圆,可理解为将AP绕点A逆时针旋转90°得AQ,故Q点轨迹与P点轨迹都是圆.只需要确定圆心与半径. ∵AP⊥AQ,∴Q点轨迹圆圆心M满足AM⊥AO;
∵AP=AQ,∴Q点轨迹圆圆心M满足AM=AO,且半径MQ=PO. 即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO≌△AQM.
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MQPAO
引例2:如图,P是圆O上一个动点,A为定点,连接AP,以AP为一边作等边△APQ.当点P在圆O上运动时,Q点轨迹是什么?
QAPO
【分析】
Q点满足(1)∠PAQ=60°;(2)AP=AQ,故Q点轨迹是个圆: ∵∠PAQ=60°,∴Q点轨迹圆圆心M满足∠MAO=60°; ∵AP=AQ,∴Q点轨迹圆圆心M满足AM=AO,且半径MQ=PO. 即可确定圆M位置,任意时刻均有△APO≌△AQM.
QMP60°AO
【基本模型】瓜豆原理初体验
如图,正方形ABCD中,AB=2
,O是BC边的中点,点E是正方形内一动
点,OE=2,连接DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得DF,连接AE,CF.则线段OF长的最小值( )
A.2
B.
+2
C.2
﹣2
D.5
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【分析】E是主动点,F是从动点,D是定点,E点满足EO=2,故E点轨迹是以O为圆心,2为半径的圆.
ADEBOCF
∵DE⊥DF且DE=DF,故作DM⊥DO且DM=DO, ∴F点轨迹是以点M为圆心,2为半径的圆.
ADMEFBOC
连接DO,将线段DO绕点D逆时针旋转90°得DM,连接OF,FM,OM,证明△EDO≌△FDM,可得FM=OE=2,由勾股定理可得OM=5OF+MF≥OM,即可得出OF的最小值.
AD,根据
FEBOCM 解:如图,连接DO,将线段DO绕点D逆时针旋转90°得DM,连接OF,FM,OM,
∵∠EDF=∠ODM=90°, ∴∠EDO=∠FDM, ∵DE=DF,DO=DM, ∴△EDO≌△FDM(SAS), ∴FM=OE=2, ∵正方形ABCD中,AB=2∴OC=∴OD=∴OM=
∵OF+MF≥OM, ∴OF≥故选:D.
方法策略模式:利用全等找出圆心和半径即可。
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,O是BC边的中点,
,
, ,
.