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____________.

【答案】(1)见解析;(2);(3)

【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=33(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,

∵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=33(当点B在OE上时,取等号),

∴OC最小值是33;

(3)如图③中,作AQ⊥OA,使得AQ=OA,连接OQ,BQ,OB,

∵∠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:.

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