题目内容

15.△ABC为边长2的正三角形,以点A为圆心,l为半径的圆弧与AB、AC交于E、F两点,点P是$\widehat{EF}$的动点,连接AP,并延长交线段BC于点K,过点P作弧所在圆的切线,但该切线不与BC平行时,设它与直线BC交于点M.
(1)当K与B重合时,PM:KP的值是多少?
(2)在点P运动的过程中,是否存在PM:KP=3的情况?若存在,请求出BK的值;若不存在,请说明理由.
(3)一般地,是否存在PM:KP=n(n为正整数)的情况?试提出你的猜想(不要求证明)

分析 (1)如图1中,当K与B重合时,P与E重合,M与C重合,由此不难解决问题.
(2)如图2中,作AD⊥BC于D,由△ADK∽△MPK,推出$\frac{AD}{KD}$=$\frac{PM}{PK}$=3,由此不难解决问题,注意当AK在AD右侧时,方法类似.
(3)方法类似(2).

解答 (1)解:如图1中,当K与B重合时,P与E重合,M与C重合.

∴$\frac{PM}{PK}$=tan60°=$\sqrt{3}$.
∴PM:PK=$\sqrt{3}$.

(2)存在.
理由:如图2中,作AD⊥BC于D.

∵MP是⊙A切线,
∴∠ADK=∠MPK=90°,
∵∠AKD=∠PKM,
∴△ADK∽△MPK,
∴$\frac{AD}{KD}$=$\frac{PM}{PK}$=3,
∵△ABC是等边三角形,AB=2,
∴AD=$\sqrt{3}$,
∴KD=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,
∴BK=1-$\frac{\sqrt{3}}{3}$.
当AK在AD右侧时,BK=1+$\frac{\sqrt{3}}{2}$,

(3)存在.
理由:由(2)可知,△ADK∽△MPK,
∴$\frac{AD}{KD}$=$\frac{PM}{PK}$=n,
∵△ABC是等边三角形,AB=2,
∴AD=$\sqrt{3}$,
∴KD=$\frac{\sqrt{3}}{n}$,
∴BK=1-$\frac{\sqrt{3}}{n}$,
当AK在AD右侧时,BK=1+$\frac{\sqrt{3}}{n}$.

点评 本题考查圆综合题、锐角三角函数、相似三角形的判定和性质,等边三角形的性质等知识,解题关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,属于中考压轴题.

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