Question

問題探究：
（1）請?jiān)趫D①的正方形ABCD內(nèi)，畫出使∠APB=90°的一個(gè)點(diǎn)，并說明理由．
（2）請?jiān)趫D②的正方形ABCD內(nèi)（含邊），畫出使∠APB=60°的所有的點(diǎn)P，并說明理由．
問題解決：
（3）如圖③，現(xiàn)在一塊矩形鋼板ABCD，AB=4，BC=3．工人師傅想用它裁出兩塊全等的、面積最大的△APB和△CP′D鋼板，且∠APB=∠CP'D=60度．請你在圖③中畫出符合要求的點(diǎn)和P和P′，并求出△APB的面積（結(jié)果保留根號）．

Answer 1

分析：（1）因?yàn)檎�方形的對角線互相垂直，所以連接AC、BD交于點(diǎn)O，O即為所求；
（2）①以AB為邊在正方形內(nèi)作等邊△ABP；②作△ABP的外接圓O，分別與AD、BC交于點(diǎn)E、F．因?yàn)樵趫AO中，弦AB所對的

APB

上的圓周角均為60°，所以

EF

上的所有點(diǎn)均為所求的點(diǎn)P；
（3）因?yàn)椤螦PB=∠CP'D=60°，△APB和△CP′D的面積最大，所以同（2）：
①連接AC；
②以AB為邊作等邊△ABE；
③作等邊△ABE的外接圓O，交AC于點(diǎn)P；
④在AC上截取AP'=CP．則點(diǎn)P、P′為所求．
要求△APB的面積．可過點(diǎn)B作BG⊥AC，交AC于點(diǎn)G．
因?yàn)樵赗t△ABC中，AB=4，BC=3，利用勾股定理可求AC=5，利用三角形的面積可求BG=

AB•BC

AC

=

12

5

，又因在Rt△ABG中，AB=4，所以利用勾股定理可求出AG的值，然后在Rt△BPG中，因?yàn)椤螧PA=60°，所以PG=

BG

tan60°

=

12

5

×

3

3

=

4 3

5

，而AP=AG+PG，S_△APB=

1

2

AP•BG，即可求出答案．

解答：解：（1）如圖①，連接AC、BD交于點(diǎn)P，
則∠APB=90度．∴點(diǎn)P為所求．（3分）

（2）如圖②，畫法如下：
①以AB為邊在正方形內(nèi)作等邊△ABP；
②作△ABP的外接圓O，分別與AD、BC交于點(diǎn)E、F．
∵在圓O中，弦AB所對的

APB

上的圓周角均為60°，
∴

EF

上的所有點(diǎn)均為所求的點(diǎn)P．（7分）

（3）如圖③，畫法如下：
①連接AC；
②以AB為邊作等邊△ABE；
③作等邊△ABE的外接圓O，交AC于點(diǎn)P；
④在AC上截取AP'=CP．則點(diǎn)P、P′為所求．（9分）
（評卷時(shí)，作圖準(zhǔn)確，無畫法的不扣分）
過點(diǎn)B作BG⊥AC，交AC于點(diǎn)G．
∵在Rt△ABC中，AB=4，BC=3．
∴AC=

AB2+BC2

=5．
∴BG=

AB•BC

AC

=

12

5

．（10分）
在Rt△ABG中，AB=4，
∴AG=

AB2-BG2

=

16

5

．在Rt△BPG中，∠BPA=60°，
∴PG=

BG

tan60°

=

12

5

×

3

3

=

4 3

5

．
∴AP=AG+PG=

16

5

+

4 3

5

．
∴S_△APB=

1

2

AP•BG=

1

2

×(

16

5

+

4 3

5

)×

12

5

=

96+24 3

25

．（12分）

點(diǎn)評：本題需仔細(xì)分析題意，利用同弧所對的圓周角相等即可解決問題．