Question

【題目】（操作體驗(yàn)）

如圖①，已知線(xiàn)段AB和直線(xiàn)l，用直尺和圓規(guī)在l上作出所有的點(diǎn)P，使得∠APB=30°，如圖②，小明的作圖方法如下：

第一步：分別以點(diǎn)A，B為圓心，AB長(zhǎng)為半徑作弧，兩弧在AB上方交于點(diǎn)O；

第二步：連接OA，OB；

第三步：以O為圓心，OA長(zhǎng)為半徑作⊙O，交l于；

所以圖中即為所求的點(diǎn)．（1）在圖②中，連接，說(shuō)明∠=30°

（方法遷移）

（2）如圖③，用直尺和圓規(guī)在矩形ABCD內(nèi)作出所有的點(diǎn)P，使得∠BPC=45°，（不寫(xiě)做法，保留作圖痕跡）．

（深入探究）

（3）已知矩形ABCD，BC=2．AB=m，P為AD邊上的點(diǎn)，若滿(mǎn)足∠BPC=45°的點(diǎn)P恰有兩個(gè)，則m的取值范圍為________．

（4）已知矩形ABCD，AB=3，BC=2，P為矩形ABCD內(nèi)一點(diǎn)，且∠BPC=135°，若點(diǎn)P繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到點(diǎn)Q，則PQ的最小值為________．

Answer 1

【答案】（1）見(jiàn)解析；（2）見(jiàn)解析；（3）2≤m<；（4）．

【解析】

（1）先根據(jù)等邊三角形得：∠AOB=60°，則根據(jù)圓周角定理可得：∠=30°；

（2）先作等腰直角三角形BEC、BFC，再作△EBC的外接圓，可得圓心角∠BOC=90°，則所對(duì)的圓周角都是45°；

（3）先確定⊙O，根據(jù)同弧所對(duì)的圓周角相等可得AD在四邊形GEFH內(nèi)部時(shí)符合條件；

（4）先確定⊙O，根據(jù)圓周角定理正確畫(huà)出∠BPC=135°，利用勾股定理求OF的長(zhǎng)，知道A、P、O在同一直線(xiàn)上時(shí)，AP最小，則PQ的值最小，求AE的長(zhǎng)，即是AP的長(zhǎng)，可得PQ的最小值．

∵OA=OB=AB，

∴△OAB是等邊三角形，

∴∠AOB=60°，

由圖②得：∠=∠AOB=30°；

如圖③，①以B、C為圓心，以BC為半徑作圓，交AB、DC于E、F，

②作BC的中垂線(xiàn)，連接EC，交于O，

③以O為圓心，OE為半徑作圓，

則上所有的點(diǎn)（不包括E、F兩點(diǎn)）即為所求；

如圖④，同理作⊙O，

∵BE=BC=2，

∴CE=，

∴⊙O的半徑為，即OE=OG=，

∵OG⊥EF，

∴EH=1，

∴OH=1，

∴GH=，

∴BE≤AD<MN，

∴2≤m<，即2≤m<，

故答案為：2≤m<；

如圖⑤，構(gòu)建⊙O，使∠COB=90°，在優(yōu)弧上取一點(diǎn)H，則∠CHB=45°

∴∠CPB=135°，

由旋轉(zhuǎn)得：△APQ是等腰直角三角形，

∴PQ=AP，

∴PQ取最小值時(shí)，就是AP取最小值，

當(dāng)P與E重合時(shí)，即A、P、O在同一直線(xiàn)上時(shí)，AP最小，則PQ的值最小，

在Rt△AFO中，AF=1，OF=3+1=4，

∴AO=，

∴AE==AP，

∴PQ=AP==．

故答案為：．