隐圆

technique

动点 PP 与一条定弦 ABAB 张固定角(包括 90°)时,PP 的轨迹是定圆——把"看不见的圆"画出来后,长度最值化为"圆上动点到定点(或定直线)的距离"。

隐圆——题目里没画的圆,但动点轨迹其实在它上面。识别出它就能把"角约束"转译成"圆约束",解题路径瞬间清晰。

核心识别

动点 PP + 一条定弦 ABAB(两定点)+ APB\angle APB 取定值PP 在某个固定的圆上。

张角 APB\angle APB 轨迹圆
=90°= 90° ABAB直径的圆(90° ⇒ 直径 直接给出)
=α= \alpha(任意定角) ABAB 为弦、半径 R=AB2sinαR = \dfrac{AB}{2\sin\alpha} 的圆(圆心角等于同弧圆周角的两倍 圆周角定理)
α\alpha 锐 / 钝 PP 落在弦 ABAB 同一侧;锐角→大弧侧,钝角→小弧侧

两种隐圆:左图 \angle APB = 90° ⇒ P 在以 AB 为直径的圆上;右图 \angle APB = \alpha ⇒ P 在以 AB 为弦的某圆上

隐圆的两个标准触发器

触发器一 · Thales 触发(=90°\angle = 90°

题目里出现"动点 PP 是某个直角三角形的直角顶点 + 该直角的两边端点固定" → PP 在以斜边为直径的圆上。

证明走 90° ⇒ 直径——直角三角形斜边中线 = 半斜边(直角斜边中线 = 斜边/2),PP 到斜边中点的距离恒为定值,故 PP 在以中点为圆心、半斜边为半径的圆上。

触发器二 · 圆周角触发(=α\angle = \alpha 定)

题目里出现"动点 PP 看一条定弦 ABAB 的张角为定值 α\alpha" → PP 在以 ABAB 为弦、半径 R=AB/(2sinα)R = AB/(2\sin\alpha) 的圆上。

证明走 同弧所对圆周角相等 / 直径所对为直角 的逆向——同弧上的圆周角相等;反之,若张同一弦的角相同则同弧。

特殊角对照:

α\alpha RR
30°30° R=ABR = AB
45°45° R=AB/2R = AB / \sqrt 2
60°60° R=AB/3R = AB / \sqrt 3
90°90° R=AB/2R = AB / 2(退化为 Thales)
120°120° R=AB/3R = AB / \sqrt 3
135°135° R=AB/2R = AB / \sqrt 2
150°150° R=ABR = AB

用法(识别 → 画圆 → 最值)

隐圆通常出现在两步链里:

  1. 第一步:把"角约束"识别为"轨迹是圆" ——画出隐圆 Γ\Gamma 与圆心 OO、半径 RR

  2. 第二步:把"动点 PP 到第三点 XX(或直线 \ell)的距离最值"在 Γ\Gamma 上读出来

    • XX 是定点:PXmax=OX+R|PX|_{\max} = |OX| + RPXmin=OXR|PX|_{\min} = \big||OX| - R\big|(取等于三点 X,O,PX, O, P 共线)
    • \ell 是定直线:d(P,)max=d(O,)+Rd(P, \ell)_{\max} = d(O, \ell) + Rd(P,)min=d(O,)Rd(P, \ell)_{\min} = \big|d(O, \ell) - R\big|(取等于过 OO 的垂线与圆的交点)

何时用 / 识别口诀

  • "动点 + 定弦 + 张角是给定常数" ⇒ 立刻画隐圆
  • "动点是某直角三角形的直角顶点 + 直角两边端点固定" ⇒ 隐圆(Thales 版)
  • 复合识别:题目把张角伪装成"两段定长 + 一条定边 + 余弦定理给出夹角" → 算出夹角再走本套路
  • 反向用法:已知动点在某圆上、要证某个角是定值 → 同弧圆周角相等直接给出(参 同弧所对圆周角相等 / 直径所对为直角

陷阱

  • 同侧 / 异侧分支:同一对定弦 + 同一张角对应两段弧(弦的两侧各一段),动点究竟在哪一侧由题目其他条件锁死;忘记区分会得到对称解中的"伪最值"。
  • 张角范围α\alpha 锐时大弧侧、钝时小弧侧;张角恰为 90°90° 退化到直径 ABAB 上整圆(除 A,BA, B 两端点)。
  • 判别张角为定值:题目不会明写"张角为定值",常见伪装:固定的边长比 + 余弦定理、内置图形(正方形顶点、矩形顶点处的直角)、辅助线后的等腰底角。
  • 半径公式只在张角不变时成立:若张角随动点变化(如 APB\angle APBPP 改变),则轨迹不是圆——别误用。

应用题

待补充。

关联