题目内容

【题目】发现问题:

(1)如图1,AB为⊙O的直径,请在⊙O上求作一点P,使∠ABP=45°.(不必写作法)

问题探究:

(2)如图2,等腰直角三角形△ABC中,∠A=90°,AB=AC=3,D是AB上一点,AD=2,在BC边上是否存在点P,使∠APD=45°?若存在,求出BP的长度,若不存在,请说明理由.

问题解决:

(3)如图3,为矩形足球场的示意图,其中宽AB=66米、球门EF=8米,且EB=FA.点P、Q分别为BC、AD上的点,BP=7米,∠BPQ=135,一位左前锋球员从点P处带球,沿PQ方向跑动,球员在PQ上的何处才能使射门角度(∠EMF)最大?求出此时PM的长度.

【答案】(1)如图所示,见解析;(2)存在.BP=3+或BP=3﹣;(3)当球员在PQ上距离点P(12﹣7)米时,才能使射门角度最大,PM的长度为(12﹣7)米.

【解析】

(1)如图1所示.作直径AB的垂直平分线,交⊙O于点P和点P',则点P和点P'即为所求;

(2)如图2和图2'所示:证明△BPD∽△CAP,根据相似三角形的性质得出比例式,设BP=x,则PC=6-x,解方程,方程的解即为BP的长度;

(3)先证明一个基本事实:一条弧所对的圆周角大于圆外角;再在图3中过点E、F作⊙O,使⊙O与PQ相切于点M,则此时∠EMF最大;延长AB、QP交于点N,证明△NEM∽△NMF,利用相似三角形的性质得出比例式,计算即可解得PM的长.

(1)如图所示:作AB的垂直平分线交⊙O于点P、P',则点P或P'即为所求;

(2)存在.

如图2和图2'所示:

在△ABC中

∵∠BAC=90°,AB=AC=3,AD=2,

∴∠B=∠C=45°,BD=,BC=AB=6,

∴∠BDP+∠BPD=135°.

∵∠APD=45°,

∴∠APC+∠BPD=135°,

∴∠BDP=∠APC,

∴△BPD∽△CAP

∴=.

设BP=x,则PC=6﹣x,

∴=,

解得x1=3+,x2=3﹣,

∴BP=3+或BP=3﹣;

(3)先证明以下事实:若点A、E、F、G均在⊙O'上,点G'为⊙O'外一点,则∠G>∠G'

证明:如图所示,连接AF,

∵∠G=∠EAF,∠EAF>∠G',

∴∠G>∠G',即一条弧所对的圆周角大于圆外角.

如图3,过点E、F作⊙O,使⊙O与PQ相切于点M,由圆周角大于圆外角可知此时∠EMF最大.

(3)如图3,为矩形足球场的示意图,其中宽AB=66米、球门EF=8米,且EB=FA.点P、Q分别为BC、AD上的点,BP=7米,∠BPQ=135,一位左前锋球员从点P处带球,沿PQ方向跑动,球员在PQ上的何处才能使射门角度(∠EMF)最大?求出此时PM的长度.

∵AB=66米、EF=8米,EB=FA,

∴EB=29米,

延长AB、QP交于点N,

∵∠BPQ=135°,

∴∠BPN=45°,

∵BN=BP=7,PN=BP=7,NE=36,NF=44米,

∵∠N=∠N,∠NEM=∠NMF=90°,

∴△NEM∽△NMF,

∴=,

∴NM2=NENF,

∴NM=12米,

∴PM=NM﹣PN=(12﹣7)米.

答:当球员在PQ上距离点P为(12﹣7)米时,才能使射门角度最大,即PM的长度为(12/span>﹣7)米.

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