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王进兵、赵春、杨俊——“矩形大法”简解同心圆线段最值题

王进兵、赵春 等 邹生书数学 2022-07-17

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矩形大法”简解同心圆线段最值题

王进兵   辽宁沈阳赵春   深圳杨俊  提供解法

湖北省阳新县高级中学      邹生书编辑整理

【编者按】微信公众号“邹生书数学”在20190830推出了河南省长葛市丁位卿的文章《运用导法解一道平几求最值题》,20190831推出了谢伦驾、李有贵老师的解法文章两个同心圆中的线段长度最值问题的两个几何+不等式解法》,下面给出王进兵老师的“矩形大法”,用纯几何的方法给出一个非常漂亮的简解,与大家交流分享。

 1矩形的一个优美性质

性质矩形所在平面内任意一点到不相邻的两个顶点的距离的平方和相等。

已知:P是矩形ABCD所在平面内任意一点,

求证:PA2+PC2=PB2+PD2

2应用矩形性质简解这道最值题

题目:已知两圆同心圆的圆心为O半径分别为1和5,

点A在小圆上运动,点P点Q在大圆上运动,若APAQ,

求PQ的最大值和最小值。 

 

解:如图,以AP,AQ为邻边作矩形APRQ,

连接OA,OP,Q,OR,AR.

点O是矩形APRQ所在平面内一点,由上述矩形性质得,

OR2+OA2=OP2+OQ2,即OR2+1=10,得OR=3.

在三点O,A,R中,由三角不等式得

OR-OAAROR+OA,即2AR4.

当且仅当点A在线段OR时,AR=2;

当且仅当点O在线段AR上时,AR=4.

PQ的最大值为4,最小值为2。

附:王进兵、赵春和杨俊三位老师的解法图片如下。英雄所见,不谋而合!矩形大法威武!

参考文献:

[1]邹生书。矩形的一个优美性质及其应用[J]中学数学教学,2018(6

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