题目1:如图, OA、OB是圆O任意两条半径,过B作BE丄OA于E,作0 P丄AB于P, 则定值0P2+ EP2 为(R2)。
解题思路:设圆O的半径为R。已知OP丄AB,故P为AB之中点,EP为Rt△BEA斜边上的中线,故EP = PB = PA。所以OP2 + EP2 = OP2 +PB2 = R2。
题目2:如图1,圆0的半径为R,AB、CD是圆0的任意两条弦且AB丄CD于M。
求证AB 2+(CM-DM)2为定值。
解题思路:图2,连接BO并延长交圆于E,连接AE,则∠EAB = 90,EA // CD,四边形 AECD为等腰梯形,EC = AD。
作EF⊥CD,则四边形 AEFM为矩形,CF= DM(轴对称),EA = FM = CD-CF-DM = CM-DM。
根据钩股定理:EB2 = AB2 + EA2。
4 R2 = AB2 +(CM-DM)2。
故AB2+(CM-DM)2= 4 R2,为定值。
题目3:如图,点P是圆0直径AB上的任意一点,过点P的弦CD和AB相交成45夹角。
求证PC2+PD2有定值。
解题思路:详见圆中与直径成45的弦:AP 2+ BP 2=2R 2
题目4:如图1,已知等边△ABC内接于半径为1的圆0,P是圆0上任意一点,求证PA2+ PB2 + PC2为定值。
解题思路:图2,作CD⊥BP交其延长线于D, ∠CPD = 60。通过钩股定理得BC2= PB2+ PC2+ PB PC。
2BC2 = 2PB2+ 2PC2+ 2PBPC…… ①
又根据托勒密定理得PA = PB + PC,
PA2= PB2+ PC2 + 2PBPC…… ②。
用①-②得2BC2-PA2 = PB2+ PC2,
故PA2 + PB2+ PC2 = 2 BC2……③
又知圆内接正三角形的边长与半径R的关系为
边长= √3 R,代入③式则
PA2 + PB2 + PC2= 6。
(有关知识参考等边三角形外接圆的几个性质 等边三角形外接圆的几个性质 )
题目5:如图,内接于圆0的四边形ABCD的对角线AC与BD垂直相交于K,设圆的半径为R,求证 AK2+ BK2 + CK2+ DK2是定值。
解题思路:应用知识点①对角线互相垂直的四边形叫垂美四边形,其两组对边的平方和相等;②相交弦定理。
图2,过圆心分别作两条弦的垂线,垂足E、F分别是两弦的中点,连接OA(R),则
AK C K = BK DK…… ①
AE = 1 /2 AC = 1/2(AK + CK)…… ②
OE = FK = 1/2(DK-BK)…… ③
根据钩股定理得:
A02 = R2 = AE2 + OE2 。
将 ①②③式代入最后得:AK2+ BK2 + CK2 + DK2 = 4 R2,为定值。
总结:以上圆的定值问题均与圆半径挂钩,虽然有些题目未提半径,但是我们知道圆半径是一个重要的固定的参数。
初中几何面积最值问题 初中几何定值问题的解决 ***