如图,已知⊙O的半径为1,AB、CD都是它的直径,∠AOD=60°,点P在劣弧上运动变化.
(1)问∠APC的大小随点P的变化而变化?若不变化,说明理由,若变化,求出其变化范围;
(2)线段PA+PC的长度大小随点P的变化而变化?若不变化,说明理由,若变化,求出其变化范围.
网友回答
解:(1)∠APC的大小不变化.理由如下:
∵∠APC=∠AOC,
而∠AOC=180°-60°=120°,
∴∠APC=×120°=60°,
∴∠APC不会随着点P的变化而变化;
(2)线段PA+PC的长度大小随点P的变化而变化.
连AC,AD,
∵∠AOD=60°,OA=OD
∴三角形AOD为等边三角形
又∵CD为直径,
∴∠DAC=90°,则∠ACD=30°,
且AO=1,因此AC=,
在△APC中,由余弦定理得:AC2=AP2+PC2-2APPCcos60°,
即AP2+PC2-AP?PC=3,
∴(AP+PC)2=3+3AP?PC,
而,
又∵点P在上运动,则点P到AC的距离是变化的,底边AC为定值,
∴△APC的面积是变化的,从而AP?PC的值也是变化的,且随点P到AC的距离的增大而增大,
当点P为的中点时,点P到AC的距离的最大.
∵此时三角形APC为正三角形,
∴此时点P到AC的距离为×=,
∴PA+PC的最大值为.
点P到AC的距离的最小值为1,
当点P与点D或点B重合,点P到AC的距离的最小,最小值为1,
此时PA+PC的值为3,
因此,PA+PC值的变化范围为3≤PA+PC.
解析分析:(1)由于∠APC=∠AOC,而∠AOC=180°-60°=120°,所以∠APC=×120°=60°.
(2)先根据三角形AOD为等边三角形,△DAC为直角三角形,得到AC=,在△APC中,由余弦定理得:AC2=AP2+PC2-2APPCcos60°,变形为(AP+PC)2=3+3AP?PC,然后由,以及三角形APC的面积等于AC与P到AC的距离的一半得到AP?PC是变化的,当点P为的中点时,可分析出并求出PA+PC的最大值为;当点P与点D或点B重合,可分析出并求出PA+PC的最小值为3,由此得到PA+PC值的变化范围.
点评:本题考查了圆周角定理.在同圆或等圆中,同弧和等弧所对的圆周角相等,一条弧所对的圆周角是它所对的圆心角的一半.同时考查了圆周角的推论:直径所对的圆周角为90度.考查了正余弦定理,以及含30度的直角三角形三边的关系.