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【2021北京中考28】【新概念问题】【旋转】【三角形的三边关系】

 八旗娃娃 2023-08-22 发布于河南

北京卷


2021中考数学

试题内容

在平面直角坐标系中,⊙O的半径为1.对于点A和线段BC,给出如下定义:若将线段BC绕点A旋转可以得到⊙O的弦B′C′(B′,C′分别是B,C的对应点),则称线段BC是⊙O的以点A为中心的“关联线段”.
(1)如图,点A,B,C,B,C,B,C的横、纵坐标都是整数.在线段BC,BC,BC中,⊙O的以点A为中心的“关联线段”是
   
(2)△ABC是边长为1的等边三角形,点A(0,t),其中t≠0.若BC是⊙O的以点A为中心的“关联线段”,求t的值;(3)在△ABC中,AB=1,AC=2.若BC是⊙O的以点A为中心的“关联线段”,直接写出OA的最小值和最大值,以及相应的BC长.

解法分析(1)

BC

假设将线段BC绕点A旋转可以得到⊙O的弦BC,
∴AC=AC
以点A为圆心,AC长为半径画圆A,圆A与圆O无交点,
∴点C不存在,即BC不符合题意.

BC

假设将线段BC绕点A旋转可以得到⊙O的弦BC,
∴AB=AB,AC=AC
以点A为圆心,AB、AC长为半径画两个圆,
则红色弦可以由线段BC绕点A旋转得到,
BC是⊙O的以点A为中心的“关联线段”.

同学们可以思考一下,为什么蓝色弦不能由线段BC绕点A旋转得到?

BC

设将线段BC绕点A旋转可以得到⊙O的弦BC,
∴AB=AB,AC=AC
以点A为圆心,AB、AC长为半径画两个圆,
两圆与圆O的交点所形成的弦都不能由线段BC绕点A旋转得到,
∴BC不符合题意.

解法分析(2)

∵△ABC是边长为1的等边三角形,
根据旋转的性质得:△AB′C′也是边长为1的等边三角形,
∴AB'=AC',则点A在B'C'的垂直平分线上,
∵B′C′是圆O的弦,
∴OB'=OC',则点O在B'C'的垂直平分线上,
∴线段B'C'的垂直平分线是轴,
符合题意的B'C'只有图中两种情况,
∵等边三角形AB′C′的高=
∴AO=AO=2=
∴点A的坐标为(0,)或(0,-),
t=或-

解法分析(3)

设将线段BC绕点A旋转可以得到⊙O的弦B′C′,
∴OB'=OC'=1,
根据旋转的性质得:
AB'=AB=1,AC=AC'=2,
∴四边形AB'OC'的四条边长度为定值,
连接OA,根据三角形三边的关系,
①在△AOB'中,
0<OA<2;
②在△AOC'中,
1<OA<3;
即:1<OA<2.

临界状态求最值

当点A、C'、O三点共线时,
OA=1,BC=B'C'=

当点A、B'、O三点共线时,
OA=2,
过点A作AE⊥OC′于点E,过点C′作C′F⊥OA于点F.
∵△AOC'是等腰三角形,
∴OE=
在△AOE中,根据勾股定理得:
AE=
根据等面积法得:
C'F==
在△C'OF中,根据勾股定理得:
OF=
∴B'F=
在△C'FB'中,根据勾股定理得:
B'C'=.

综上所述:OA取最小值1时,BC=
OA取最大值2时,BC=
.



END



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