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【难题突破】角系列之最大角问题(米勒问题)

 Hi老刘老师 2020-03-22
在10天前的这篇文章里,笔者在解析选择压轴题时,曾提到米勒张角问题,本讲,就转载刘岳老师12月底写的一篇文章,给大家好好科普下!初三的同学们,认真看哦!


1471年,德国数学家米勒向诺德尔提出这样一个问题:

如图,点A、B直线l的同一侧,在直线l上取一点P,使得∠APB最大,求P点位置.



问题铺垫

圆外角:如图,像∠APB这样顶点在圆外,两边和圆相交的角叫圆外角.

相关结论:圆外角等于这个角所夹两条弧的度数差(大减小)的一半.

如图,∠P=∠ACB-∠PBC.

换句话说,对同一个圆而言,圆周角>圆外角.



问题解决

结论:当点P不与A、B共线时,作△PAB的外接圆,当圆与直线l相切时,∠APB最大.

证明:在直线l上任取一点M(不与点P重合),连接AM、BM,

∠AMB即为圆O的圆外角,

∴∠APB>∠AMB,∠APB最大.

∴当圆与直线l相切时,∠APB最大.



问题应用

特别地,若点A、B与P分别在一个角的两边,如下图,则有OP²=OA·OB.(切割线定理)

证明:∵∠POA=∠BOP,∠OPA=∠OBP(弦切角定理)

∴△AOP∽△POB,

∴OA/OP=OP/OB,

∴OP²=OA·OB.

即可通过OA、OB线段长确定OP长,便知P点位置.



最大角问题在中考中出现得并不多,也仅仅能称作是一个问题而已,但既然已经有考到了,我们就需要了解一下~

2019烟台中考


如图,抛物线y=ax²+bx+3与x轴交于A(-1,0)、B两点,与y轴交于点C,过点C作CD⊥y轴交抛物线于另一点D,作DE⊥x轴,垂足为点E,双曲线y=6/x(x>0)经过点D,BD.
(1)求抛物线的表达式;
(2)动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿OC方向运动,运动时间为t秒,当t为何值时,∠BPD的度数最大?(请直接写出结果)

变式练习


已知最大角求直线

如图,在平面直角坐标系中,A(1,0)、B(5,0)直线l经过点C(-1,2),点P是直线l上的动点,若∠APB的最大值为45°,求直线l的解析式.

【分析】

考虑到直线l未知但∠APB的最大值已知为45°,故构造圆.

记△ABP外接圆圆心为M点,则∠AMB=2∠APB=90°,

故可确定M点位置.

根据A(1,0)、B(5,0),不难求得M点坐标为(3,2),

连接MC、MP,考虑到圆M与直线CP相切,故MP⊥CP,△CPM是直角三角形.

∵MC=4,MP=MA=2根号2,

∴CP=2根号2,即△CPM是等腰直角三角形,

易求P点坐标为(1,4),

又C点坐标为(-1,2),

可求直线l的解析式为y=x+3.

注:特别感谢山大附中张永坤老师供题.


【写在最后】
像这种问题变化方式其实并不多,是的所以这一篇我水了,理清楚问题的构成条件以及每个条件的应用,便能在变化中准确找到切入点,根据条件分析我能做什么不仅是一种嗅觉,更是靠基础的积累.

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