如图1至图4中,两平行线AB、CD间的距离均为6,点M为AB上一定点. 思考 如图1,圆心为0的半圆形纸片在AB,CD之间(包括AB,CD),其直径MN在AB上,MN=8,点P为半圆上一点,设∠MOP=α. 当α=_度
如图1至图4中,两平行线AB、CD间的距离均为6,点M为AB上一定点.
思考
如图1,圆心为0的半圆形纸片在AB,CD之间(包括AB,CD),其直径MN在AB上,MN=8,点P为半圆上一点,设∠MOP=α.
当α=______度时,点P到CD的距离最小,最小值为______.
探究一
在图1的基础上,以点M为旋转中心,在AB,CD之间顺时针旋转该半圆形纸片,直到不能再转动为止,如图2,得到最大旋转角∠BMO=______度,此时点N到CD的距离是______.
探究二
将如图1中的扇形纸片NOP按下面对α的要求剪掉,使扇形纸片MOP绕点M在AB,CD之间顺时针旋转.
(1)如图3,当α=60°时,求在旋转过程中,点P到CD的最小距离,并请指出旋转角∠BMO的最大值;
(2)如图4,在扇形纸片MOP旋转过程中,要保证点P能落在直线CD上,请确定α的取值范围.
(参考数椐:sin49°=
,cos41°=3 4
,tan37°=3 4
.)3 4
思考:根据两平行线之间垂线段最短,直接得出答案,当α=90度时,点P到CD的距离最小,
∵MN=8,
∴OP=4,
∴点P到CD的距离最小值为:6-4=2.
故答案为:90,2;
探究一:∵以点M为旋转中心,在AB,CD 之间顺时针旋转该半圆形纸片,直到不能再转动为止,如图2
∵MN=8,MO=4,OY=4,
∴UO=2,
∴得到最大旋转角∠BMO=30度,此时点N到CD的距离是 2;
探究二
(1)∵α=60°,
∴△MOP是等边三角形,
∴MO=MP=4,
∴PM⊥AB时,点P到AB的最大距离是4,
由已知得出M与P的距离为4,
从而点P到CD的最小距离为6-4=2,
当扇形MOP在AB,CD之间旋转到不能再转时,弧MP与AB相切,
此时旋转角最大,∠BMO的最大值为90°;
(2)如图3,由探究一可知,点P是弧MP与CD的切点时,α最大,即OP⊥CD,此时延长PO交AB于点H,α最大值为∠OMH+∠OHM=30°+90°=120°,
如图4,当点P在CD上且与AB距离最小时,MP⊥CD,α达到最小,
连接MP,作HO⊥MP于点H,由垂径定理,得出MH=3,在Rt△MOH中,MO=4
∴sin∠MOH=
=MH OM
,3 4
∴∠MOH=49°,
∵α=2∠MOH,
∴α最小为98°,
∴α的取值范围为:98°≤α≤120°.