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精英家教网将给定的锐角∠AOB置于直角坐标系中，边OB在x轴上、边OA与函数y=
1
x
的图象交于点P，以P为圆心、以2OP为半径作弧交图象于点R．分别过点P和R作x轴和y轴的平行线，两直线相交于点M，连接OM得到∠MOB，则∠MOB=
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3
∠AOB．请研究以下问题：
（1）设P(a，
1
a
)、R(b，
1
b
)，求直线OM对应的函数表达式（用含a，b的代数式表示）．
（2）分别过点P和R作y轴和x轴的平行线，两直线相交于点Q．请说明Q点在直线OM上，并据此证明∠MOB=
1
3
∠AOB．
（3）应用上述方法得到的结论，你如何三等分一个钝角（用文字简要说明）．
分析：（1）根据题意，得M（b，
1
a
），再进一步运用待定系数法求解；
（2）根据题意，得Q（a，
1
b
），再根据（1）中求得的直线解析式求证Q点在直线OM上；结合矩形的性质、等腰三角形的性质和三角形的外角的性质即可证明；
（3）可以运用上述方法作钝角的补角的三等分线，再进一步构造60°的角．
解答：解：（1）设直线OM对应的函数表达式y=kx．
根据题意，得M（b，
1
a
），
则有bk=
1
a
，即k=
1
ab
，
则直线OM对应的函数表达式y=
1
ab
x；

（2）根据题意，得Q（a，
1
b
）．
当x=a时，则y=
1
b
，则Q点在直线OM上；
根据题意，得四边形PQRM是矩形，则QS=SR，
∴∠SQR=∠SRQ．
∵OP=PS，
∴∠POS=∠PSO=∠SQR+∠SRQ=2∠MOB，
∴∠MOB=
1
3
∠AOB；

（3）可以运用上述方法作钝角的补角（锐角）的三等分线，再进一步构造60°的角．
利用60°减去所求的角即是我们要的角度．
点评：此题在考查三等分角的作法时，综合考查了待定系数法求函数解析式的方法、矩形的性质以及三角形外角的性质等，综合性较强．
练习册系列答案
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“三等分角”是数学史上一个著名的问题，但仅用尺规不可能“三等分角”．下面是数学家帕普斯借助函数给出的一种“三等分锐角”的方法（如图）：将给定的锐角∠AOB置于直角坐标系中，边OB在x轴上、边OA与函数y=
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的图象交于点P，以P为圆心、以2OP为半径作弧交图象于点R．分别过点P和R作x轴和y轴的平行线，两直线相交于点M，连接OM得到∠MOB，则∠MOB=
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∠AOB．要明白帕普斯的方法，请研究以下问题：
（1）设P（a，
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a
）、R（b，
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b
），求直线OM对应的函数表达式（用含a，b的代数式表示）；
（2）分别过点P和R作y轴和x轴的平行线，两直线相交于点Q．请说明Q点在直线OM上，并据此证明精英家教网∠MOB=
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∠AOB；
（3）应用上述方法得到的结论，你如何三等分一个钝角（用文字简要说明）．
（1）“三等分角”是数学史上一个著名问题，但数学家已经证明，仅用尺规不可能“三等分任意角”．但对于特定度数的已知角，如90°角、45°角等，是可以用尺规进行三等分的．如图a，∠AOB=90°，我们在边OB上取一点C，用尺规以OC为一边向∠AOB内部作等边△OCD，作射线OD，再用尺规作出∠DOB的角平分线OE，则射线OD、OE将∠AOB三等分．仔细体会一下其中的道理，然后用尺规把图b中的∠MON三等分（已知∠MON=45°）．（不需写作法，但需保留作图痕迹，允许适当添加文字的说明）
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（2）数学家帕普斯借助函数给出了一种“三等分锐角”的方法（如图c）：将给定的锐角∠AOB置于直角坐标系中，边OB在x轴上、边OA与函数y=
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x
的图象交于点P，以P为圆心、2OP长为半径作弧交图象于点R．分别过点P和R作x轴和y轴的平行线，两直线相交于点M，连接OM得到∠MOB，则∠MOB=
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∠AOB．要明白帕普斯的方法，请研究以下问题：
①设P（a，
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a
）、R（b，
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b
），求直线OM对应的函数关系式（用含a、b的代数式表示）．
②分别过点P和R作y轴和x轴的平行线，两直线相交于点Q．请说明Q点在直线OM上，并据此证明∠MOB=
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∠AOB．
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“三等分角”是数学史上一个著名的问题，但仅用尺规不可能“三等分角”．下面是数学家帕普斯借助函数给出的一种“三等分锐角”的方法（如图）：将给定的锐角∠AOB置于直角坐标系中，边OB在x轴上、边OA与函数y=的图象交于点P，以P为圆心、以2OP为半径作弧交图象于点R．分别过点P和R作x轴和y轴的平行线，两直线相交于点M，连接OM得到∠MOB，则∠MOB=∠AOB．要明白帕普斯的方法，请研究以下问题：
（1）设P（a，）、R（b，），求直线OM对应的函数表达式（用含a，b的代数式表示）；
（2）分别过点P和R作y轴和x轴的平行线，两直线相交于点Q．请说明Q点在直线OM上，并据此证明∠MOB=∠AOB；
（3）应用上述方法得到的结论，你如何三等分一个钝角（用文字简要说明）．
（1）“三等分角”是数学史上一个著名问题，但数学家已经证明，仅用尺规不可能“三等分任意角”．但对于特定度数的已知角，如90°角、45°角等，是可以用尺规进行三等分的．如图a，∠AOB=90°，我们在边OB上取一点C，用尺规以OC为一边向∠AOB内部作等边△OCD，作射线OD，再用尺规作出∠DOB的角平分线OE，则射线OD、OE将∠AOB三等分．仔细体会一下其中的道理，然后用尺规把图b中的∠MON三等分（已知∠MON=45°）．（不需写作法，但需保留作图痕迹，允许适当添加文字的说明）

（2）数学家帕普斯借助函数给出了一种“三等分锐角”的方法（如图c）：将给定的锐角∠AOB置于直角坐标系中，边OB在x轴上、边OA与函数y=的图象交于点P，以P为圆心、2OP长为半径作弧交图象于点R．分别过点P和R作x轴和y轴的平行线，两直线相交于点M，连接OM得到∠MOB，则∠MOB=∠AOB．要明白帕普斯的方法，请研究以下问题：
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②分别过点P和R作y轴和x轴的平行线，两直线相交于点Q．请说明Q点在直线OM上，并据此证明∠MOB=∠AOB．

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