题目内容

如图所示,扇形AOB,圆心角AOB的大小等于
π
3
,半径为3,在半径OA上有一动点C,过点C作平行于OB的直线交弧
AB
于点P
(Ⅰ)若
OA
=
3
2
CA
,求线段PC的长
(Ⅱ)设∠COP=θ,求线段CP与线段OC的长度的和的最大值及此时θ的值.
考点:正弦定理,弧度制的应用
专题:三角函数的求值
分析:(Ⅰ)由题意可得OC=1,在△OCP中由余弦定理可得PC的方程,解方程可得;(Ⅱ)在△POC中由正弦定理可用θ表示出线段CP和OC,由三角函数的知识可得.
解答: 解:(Ⅰ)∵
OA
=
3
2
CA
,∴OA=3OC,∴OC=1,
在△OCP中,∠OCP=
3
,OP=3,
由余弦定理可得OP2=OC2+PC2-2•OC•PC•cos120°,
代入数据化简可得PC2+PC-8-0,解得PC=
-1+
33
2

(Ⅱ)∵CP∥OB,∴∠CPO=∠POB=∠
π
3
-θ,又∠OCP=
3

在△POC中由正弦定理可得
OP
sin∠PCO
=
CP
sinθ
=
OC
sin(
π
3
-θ)
=
3
sin
3

∴CP=2
3
sinθ,OC=2
3
sin(
π
3
-θ),
∴CP+OC=2
3
sinθ+2
3
sin(
π
3
-θ)
=
3
sinθ+3cosθ=2
3
sin(
π
3
+θ),
∴当θ=
π
6
时,线段CP与线段OC的长度的和取最大值2
3
点评:本题考查三角函数的求值和化简,涉及正弦定理和向量的应用,属中档题.
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