题目内容
【题目】(操作体验)
如图①,已知线段AB和直线l,用直尺和圆规在l上作出所有的点P,使得∠APB=30°,如图②,小明的作图方法如下:
第一步:分别以点A,B为圆心,AB长为半径作弧,两弧在AB上方交于点O;
第二步:连接OA,OB;
第三步:以O为圆心,OA长为半径作⊙O,交l于;
所以图中即为所求的点.(1)在图②中,连接,说明∠=30°
(方法迁移)
(2)如图③,用直尺和圆规在矩形ABCD内作出所有的点P,使得∠BPC=45°,(不写做法,保留作图痕迹).
(深入探究)
(3)已知矩形ABCD,BC=2.AB=m,P为AD边上的点,若满足∠BPC=45°的点P恰有两个,则m的取值范围为________.
(4)已知矩形ABCD,AB=3,BC=2,P为矩形ABCD内一点,且∠BPC=135°,若点P绕点A逆时针旋转90°到点Q,则PQ的最小值为________.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)2≤m<;(4).
【解析】
(1)先根据等边三角形得:∠AOB=60°,则根据圆周角定理可得:∠=30°;
(2)先作等腰直角三角形BEC、BFC,再作△EBC的外接圆,可得圆心角∠BOC=90°,则所对的圆周角都是45°;
(3)先确定⊙O,根据同弧所对的圆周角相等可得AD在四边形GEFH内部时符合条件;
(4)先确定⊙O,根据圆周角定理正确画出∠BPC=135°,利用勾股定理求OF的长,知道A、P、O在同一直线上时,AP最小,则PQ的值最小,求AE的长,即是AP的长,可得PQ的最小值.
∵OA=OB=AB,
∴△OAB是等边三角形,
∴∠AOB=60°,
由图②得:∠=∠AOB=30°;
如图③,①以B、C为圆心,以BC为半径作圆,交AB、DC于E、F,
②作BC的中垂线,连接EC,交于O,
③以O为圆心,OE为半径作圆,
则上所有的点(不包括E、F两点)即为所求;
如图④,同理作⊙O,
∵BE=BC=2,
∴CE=,
∴⊙O的半径为,即OE=OG=,
∵OG⊥EF,
∴EH=1,
∴OH=1,
∴GH=,
∴BE≤AD<MN,
∴2≤m<,即2≤m<,
故答案为:2≤m<;
如图⑤,构建⊙O,使∠COB=90°,在优弧上取一点H,则∠CHB=45°
∴∠CPB=135°,
由旋转得:△APQ是等腰直角三角形,
∴PQ=AP,
∴PQ取最小值时,就是AP取最小值,
当P与E重合时,即A、P、O在同一直线上时,AP最小,则PQ的值最小,
在Rt△AFO中,AF=1,OF=3+1=4,
∴AO=,
∴AE==AP,
∴PQ=AP==.
故答案为:.