题目内容
【题目】(1)问题背景:如图①,BC是⊙O的直径,点A在⊙O上,AB=AC,P为
上一动点(不与B,C重合),求证:
PA=PB+PC.请你根据图中所给的轴助线,给出作法并完成证明过程.
(2)类比迁移:如图②,⊙O的半径为3,点A,B在⊙O上,C为⊙O内一点,AB=AC,AB⊥AC,垂足为A,求OC的最小值
(3)拓展延伸:如图③,⊙O的半径为3,点A,B在⊙O上,C为⊙O内一点,AB=
AC,AB⊥AC,垂足为A,则OC的最小值为____________.
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【答案】(1)见解析;(2)
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【解析】
(1)将△ACP绕点A顺时针旋转90°到△ABQ的位置,由旋转的性质可得:∠QBA=∠PCA,AP=AQ,PC=QB,根据圆的内接四边形的性质可证点Q,点B,点P共线,根据勾股定理可证
AP=PQ=PC+PB;
(2)连接OA,将△OAC绕点A顺时针旋转90°至△EAB,连接OB,OE,则可得EB=OC,AE=OA=3,∠EAB=∠OAC,根据勾股定理可求OE=3
,根据三角形三边关系可得BE≥OEOB=3
3(当点B在OE上时,取等号),即可求OC的最小值;
(3)如图③构造相似三角形即可解决问题,作AQ⊥OA,使得AQ=
OA,连接OQ,BQ,OB.由△QAB∽OAC,推出BQ=
OC,当BQ最小时,OC最小.
解:(1)将△ACP绕点A顺时针旋转90°到△ABQ的位置,
∵BC是直径,
∴∠BAC=90°=∠BPC,
∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC=45°,
由旋转可得∠QBA=∠PCA,PA=AQ,PC=QB,
∵∠PCA+∠PBA=180°,
∴∠QBA+∠PBA=180°,
∴Q,B,P三点共线,
∴∠QAB+∠BAP=∠BAP+∠PAC=90°
∴QP2=AP2+AQ2=2AP2,
∴QP=
AP=QB+BP=PC+PB,
∴
AP=PC+PB;
(2)如图②:连接OA,将△OAC绕点A顺时针旋转90°至△EAB,连接OB,OE,
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∵AB⊥AC,
∴∠BAC=90°,
由旋转可得:EB=OC,AE=OA=3,∠EAB=∠OAC,
∴∠EAB+∠BAO=∠BAO+∠OAC=90°,
∴在Rt△OAE中,OE=
=3
,
∵BE≥OEOB=3
3(当点B在OE上时,取等号),
∴OC最小值是3
3;
(3)如图③中,作AQ⊥OA,使得AQ=
OA,连接OQ,BQ,OB,
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∵∠QAO=∠BAC=90°,∠QAB=∠OAC,
∵
,
∴△QAB∽△OAC,
∴BQ=
OC,
当BQ最小时,OC最小,
易知OA=3,AQ=4,OQ=5,BQ≥OQOB,
∴BQ≥2,
∴BQ的最小值为2,
∴OC的最小值为
,
故答案为:
.