27. (2011河北,25,10分)如图14-1至14-4中,两平行线AB,CD间的距离为6,点M为AB上一定点.

思考

如图14-1,圆心为O的半圆纸片在AB,CD之间(包括AB,CD),其直径MN在AB上,MN=8,点P为半圆上一点,设∠MOP=α.

当α=   度时,点P到CD的距离最小,最小值为  

探究一

在图14-1的基础上,以点M为旋转中心,在AB,CD之间顺时针旋转该半圆纸片,直到不能再转动为止,如图14-2,得到最大旋转角∠BMO=   度,此时点N到CD的距离是 

探究二

将图14-1中的扇形纸片NOP按下面对α要求剪掉,使扇形纸片MOP绕点M在AB,CD之间顺时针旋转。

(1)如图14-3,当α=60°时,球在旋转过程中,点p到CD的最小距离,并请指出旋转角∠BMO的最大值;

(2)如图14-4,在扇形纸片MOP旋转过程中,要保证点P能落在直线CD上,请确定α的取值范围.

(参考数据:sin49°=,cos41°=,tan37°= )

[答案]思考   90,2;

    探究一  30,2;

    探究二

(1)由已知得M与P的距离为4,∴当MP⊥AB时,点P到AB的最大距离为4,从而点P到CD的最小距离为6-4=2.当扇形MOP在AB,CD之间旋转到不能再转时,弧MP与AB相切,此时旋转角最大,∠BMO的最大值为90°。

(2)如图,由探究一可知,点P是弧MP与CD的切点时,α达到最大,即OP⊥CD。此时延长PO交AB于点H,α最大值为∠OMH+∠OHM=30°+90°=120°。

如图,当点P在CD上且与AB距离最小时,MP⊥CD,α达到最小,连接MP,作OH⊥MP于点H,由垂径定理,得MH=3,在Rt△MOH中,MO=4,∴sin∠MOH=,∴∠MOH=49°,∵α=2∠MOH,∴α最小值为98°。∴α的取值范围是98°≤α≤120°。

 0  49510  49518  49524  49528  49534  49536  49540  49546  49548  49554  49560  49564  49566  49570  49576  49578  49584  49588  49590  49594  49596  49600  49602  49604  49605  49606  49608  49609  49610  49612  49614  49618  49620  49624  49626  49630  49636  49638  49644  49648  49650  49654  49660  49666  49668  49674  49678  49680  49686  49690  49696  49704  447348 

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