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最大张角问题——米勒问题

 博雅居308 2019-04-13

最大张角问题——米勒问题


圆里面有一个最大张角问题(即圆周角大于圆外角),这也是近年来陕西中考数学命题的一个热点,下面介绍一下圆周角大于圆外角,如图1-1所示,即C>D.如图1-2所示,圆周角小于圆内角,即C<D.



结论:圆周角大于圆外角;圆周角小于圆内角

这一结论,在生活中有广泛的应用.

上面的问题等价于:

已知,如图1-3所示.点A、点B是MON边ON上的两个定点,点P是OM上一动点,则当点P在何处时,APB最大?这一问题就是重要的米勒问题.下面我们研究

有了前面的引例,APB最大问题等价于ΔAPB的外接圆与边OM相切时,切点就是点P的位置.

如图1-4所示:P'为切点,则根据切割线定理有OP'2=OA˙OB

这一重要结论就是非常著名的米勒定理


米勒定理:如图1-4所示.点A、点B是MON边ON上的两个定点,点P是OM上一动点,则当且仅当ΔAPB的外接圆与边OM相切于点P时,APB最大.如图中的AP'B最大.



例题:(2019西交大四模25题)

问题发现:

(1)如图2-1,AB为O的直径,在O上求作一点P,使ABP=45°.

问题探究:

(2)如图2-2,等腰直角ΔABC中,A=90°,AB=AC=3√2,D是AB上一点,AD=2√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2-3,是矩形足球场示意图,其中宽AB=66m,球门EF=8m,且EB=FA.点P、Q分别为BC、AD上的点,BP=7m,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.



简析:

(1)如图2-1-1所示.

(2)如图2-2-1所示:

第一步:确定点P的位置.由于AD=2√2,要使APD=45°可作ΔAPD的外接圆.首先确定圆心O,如图所示2-2-1所示,AOD=90°.再以OA为半径作圆,与BC交于P'P.即APD=45°或AP'D=45°.

第二步:理由:易证:OH<O的半径2,故O与BC有两个交点.

AOD=90°,所以,∠APD=∠AP'D=45°.

第三步:计算:如图2-2-3所示,易得BH=3,P'H=√3,所以BP'=3-√3或BP=3+√3.



(3)如图2-3-1所示


第一步:作图确定∠EMP的最大时,点M的位置.作ΔEMF的外接圆,使点M为切点,即M'位置.

第二步:理由:∠EM'F=∠ENFEMF(当M与M'重合时取等号).

此时EMF最大,最大为∠EM'F.(圆内角大于圆外角)

第三步:计算:如图2-3-2所示,根据切割线定理得:TM'2=TE˙TF

即(7√2+PM'2=36˙44

解得:PM'=-12√11+7√2(舍负)

PM'=12√11+7√2,

或可以证ΔTEM'∽ΔTM'F得出PM'的值,

这里不再计算.


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