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    2024年中考数学二次函数压轴题专题17最大角米勒角问题(学生版+解析)

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    2024年中考数学二次函数压轴题专题17最大角米勒角问题(学生版+解析)

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    这是一份2024年中考数学二次函数压轴题专题17最大角米勒角问题(学生版+解析),共33页。试卷主要包含了知识导航,典例精析,中考真题演练等内容,欢迎下载使用。
    【问题描述】
    1471年,德国数学家米勒向诺德尔提出这样一个问题:
    如图,点A、B直线l的同一侧,在直线l上取一点P,使得∠APB最大,求P点位置.
    【问题铺垫】
    圆外角:如图,像∠APB这样顶点在圆外,两边和圆相交的角叫圆外角.
    相关结论:圆外角等于这个角所夹两条弧的度数差(大减小)的一半.
    如图,.
    换句话说,对同一个圆而言,圆周角>圆外角.
    【问题解决】
    结论:当点P不与A、B共线时,作△PAB的外接圆,当圆与直线l相切时,∠APB最大.
    证明:在直线l上任取一点M(不与点P重合),连接AM、BM,
    ∠AMB即为圆O的圆外角,
    ∴∠APB>∠AMB,∠APB最大.
    ∴当圆与直线l相切时,∠APB最大.
    特别地,若点A、B与P分别在一个角的两边,如下图,则有.(切割线定理)
    证明:∵∠POA=∠BOP,∠OPA=∠OBP(弦切角定理)
    ∴△AOP∽△POB,
    ∴,
    ∴.
    即可通过OA、OB线段长确定OP长,便知P点位置.
    二、典例精析
    如图,在平面直角坐标系中,A(1,0)、B(5,0)直线l经过点C(-1,2),点P是直线l上的动点,若∠APB的最大值为45°,求直线l的解析式.
    【分析】
    考虑到直线l未知但∠APB的最大值已知为45°,故构造圆.
    记△ABP外接圆圆心为M点,则∠AMB=2∠APB=90°,
    故可确定M点位置.
    根据A(1,0)、B(5,0),不难求得M点坐标为(3,2),
    连接MC、MP,考虑到圆M与直线CP相切,故MP⊥CP,△CPM是直角三角形.
    ∵MC=4,MP=MA=,
    ∴,即△CPM是等腰直角三角形,
    易求P点坐标为(1,4),
    又C点坐标为(-1,2),
    可求直线l的解析式为y=x+3.
    三、中考真题演练
    1.如图,抛物线与轴交于A(-1,0)、两点,与y轴交于点C,过点C作CD⊥y轴交抛物线于另一点D,作DE⊥x轴,垂足为点E,双曲线经过点D,BD.
    (1)求抛物线的表达式;
    (2)动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿OC方向运动,运动时间为t秒,当t为何值时,∠BPD的度数最大?(请直接写出结果)
    2.(2023·四川宜宾·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点、,且经过点.

    (1)求抛物线的表达式;
    (2)在x轴上方的抛物线上任取一点N,射线、分别与抛物线的对称轴交于点P、Q,点Q关于x轴的对称点为,求的面积;
    (3)点M是y轴上一动点,当最大时,求M的坐标.
    3.(2023·四川遂宁·一模)已知抛物线与轴交于,两点.

    (1)求抛物线的函数解析式;
    (4)点Q是抛物线对称轴上一动点,当的值最大时,点Q的坐标为: .(直接填空)
    4.(2019·山东淄博·一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=a(x﹣1)(x﹣5)(a>0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于P点,过其顶点C作直线CH⊥x轴于点H.
    (1)若∠APB=30°,请直接写出满足条件的点P的坐标;
    (2)当∠APB最大时,请求出a的值;
    5.(2018·浙江宁波·一模)已知,如图1,O是坐标原点,抛物线(a≠0)经过A、B、C三点,AB⊥y轴于点A,AB=2,AO=4,OC=5,点D是线段AO上一动点,连接CD、BD.
    (1)求出抛物线的解析式;
    (3)当∠ BDC的度数最大时,请直接写出OD的长.
    不妨在直线上另外任取一点Q,连接、,请你判断与的数量关系,并说明理由;
    (3)一位足球左前锋球员在某场赛事中有一精彩进球,如图4,他在点P处接到球后,沿方向带球跑动,球门米,米,米,,.该球员在射门角度()最大时射门,球员在上的何处射门?(求出此时的长度.)
    8.(2023·广东深圳·一模)【问题发现】
    船在航行过程中,船长常常通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图1,A,B表示灯塔,暗礁分布在经过A,B两点的一个圆形区域内,优弧上任一点C都是有触礁危险的临界点,就是“危险角”.当船P位于安全区域时,它与两个灯塔的夹角与“危险角”有怎样的大小关系?
    【解决问题】
    (1)数学小组用已学知识判断与“危险角”的大小关系,步骤如下:
    如图2,与相交于点D,连接,由同弧或等弧所对的圆周角相等,可知,
    ∵是的外角,
    ∴ (填“>”,“=”或“<”),
    ∴ (填“>”,“=”或“<”);
    【问题探究】
    (2)如图3,已知线段与直线l,在直线l上取一点P,过A、B两点,作使其与直线l相切,切点为P,不妨在直线上另外任取一点Q,连接、,请你判断与的数量关系,并说明理由;
    【问题拓展】
    (3)一位足球左前锋球员在某场赛事中有一精彩进球,如图4,他在点P处接到球后,沿方向带球跑动,球门米,米,米,,.该球员在射门角度最大时射门,球员在上的何处射门?(求出此时的长度.)

    9.(22-23九年级上·江苏泰州·期末)【生活问题】2022年卡塔尔世界杯比赛中,某球员P带球沿直线接近球门,他在哪里射门时射门角度最大?
    【操作感知】小米和小勒在研究球员P对球门的张角时,在上取一点Q,过A、B、Q三点作圆,发现直线与该圆相交或相切.如果直线与该圆相交,如图1,那么球员P由M向N的运动过程中,的大小______:(填序号)
    ①逐渐变大;②逐渐变小;③先变大后变小;④先变小后变大
    【猜想验证】小米和小勒进一步探究发现,如果直线与该圆相切于点Q,那么球员P运动到切点Q时最大,如图2,试证明他们的发现.
    【实际应用】如图3,某球员P沿垂直于方向的路线带球,请用尺规作图在上找出球员P的位置,使最大.(不写作法,保留作图痕迹)
    最大角米勒角问题
    一、知识导航
    【问题描述】
    1471年,德国数学家米勒向诺德尔提出这样一个问题:
    如图,点A、B直线l的同一侧,在直线l上取一点P,使得∠APB最大,求P点位置.
    【问题铺垫】
    圆外角:如图,像∠APB这样顶点在圆外,两边和圆相交的角叫圆外角.
    相关结论:圆外角等于这个角所夹两条弧的度数差(大减小)的一半.
    如图,.
    换句话说,对同一个圆而言,圆周角>圆外角.
    【问题解决】
    结论:当点P不与A、B共线时,作△PAB的外接圆,当圆与直线l相切时,∠APB最大.
    证明:在直线l上任取一点M(不与点P重合),连接AM、BM,
    ∠AMB即为圆O的圆外角,
    ∴∠APB>∠AMB,∠APB最大.
    ∴当圆与直线l相切时,∠APB最大.
    特别地,若点A、B与P分别在一个角的两边,如下图,则有.(切割线定理)
    证明:∵∠POA=∠BOP,∠OPA=∠OBP(弦切角定理)
    ∴△AOP∽△POB,
    ∴,
    ∴.
    即可通过OA、OB线段长确定OP长,便知P点位置.
    二、典例精析
    如图,在平面直角坐标系中,A(1,0)、B(5,0)直线l经过点C(-1,2),点P是直线l上的动点,若∠APB的最大值为45°,求直线l的解析式.
    【分析】
    考虑到直线l未知但∠APB的最大值已知为45°,故构造圆.
    记△ABP外接圆圆心为M点,则∠AMB=2∠APB=90°,
    故可确定M点位置.
    根据A(1,0)、B(5,0),不难求得M点坐标为(3,2),
    连接MC、MP,考虑到圆M与直线CP相切,故MP⊥CP,△CPM是直角三角形.
    ∵MC=4,MP=MA=,
    ∴,即△CPM是等腰直角三角形,
    易求P点坐标为(1,4),
    又C点坐标为(-1,2),
    可求直线l的解析式为y=x+3.
    三、中考真题演练
    1.如图,抛物线与轴交于A(-1,0)、两点,与y轴交于点C,过点C作CD⊥y轴交抛物线于另一点D,作DE⊥x轴,垂足为点E,双曲线经过点D,BD.
    (1)求抛物线的表达式;
    (2)动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿OC方向运动,运动时间为t秒,当t为何值时,∠BPD的度数最大?(请直接写出结果)
    【分析】
    (1)考虑到点D纵坐标与点C相同,为3,代入反比例解析式,可得D点坐标为(2,3),
    根据A、D坐标可得抛物线解析式:.
    (2)求t即求P点位置.
    思路2:切割线定理
    延长BD交y轴于M点,则当时,∠BPD最大.
    考虑到B(3,0)、D(2,3),可得直线BD解析式:,
    故直线BD与y轴交点M点坐标为(0,9),
    ,,
    ∴,
    ∴,
    ∴P点坐标为,
    故t的值为.
    2.(2023·四川宜宾·中考真题)如图,抛物线与x轴交于点、,且经过点.

    (1)求抛物线的表达式;
    (2)在x轴上方的抛物线上任取一点N,射线、分别与抛物线的对称轴交于点P、Q,点Q关于x轴的对称点为,求的面积;
    (3)点M是y轴上一动点,当最大时,求M的坐标.
    【答案】(1)
    (2)
    (3)
    【分析】(1)设抛物线的解析式为,代入点C的坐标,确定a值即可.
    (2)设,直线的解析式为,直线的解析式为,表示出P,Q,的坐标,进而计算即可.
    (3)当M是y轴与经过A,C,M三点的圆的切点是最大计算即可.
    【详解】(1)∵抛物线与x轴交于点、,
    ∴设抛物线的解析式为,
    ∵经过点,
    ∴,
    解得,
    ∴,
    ∴.
    (2)如图,当点N在对称轴的右侧时,
    ∵,
    ∴对称轴为直线,

    设,直线的解析式为,直线的解析式为,

    解得,
    ∴直线的解析式为,直线的解析式为,
    当时,,

    ∴,,,
    ∴,
    ∴.
    如图,当点N在对称轴的左侧时,
    ∵,
    ∴对称轴为直线,

    设,,,,
    ∴,
    ∴.
    综上所述,.
    (3)当的外接圆与相切,切点为M时, 最大,
    设外接圆的圆心为E,Q是异于点M的一点,连接,,交圆于点T,
    则,根据三角形外角性质,得,故,
    ∴最大,
    设与圆交于点H,连接,,根据切线性质,
    ∴,
    作直径,连接,
    ∴,,
    ∵,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    设,则,
    ∴,
    ∴,
    过点E作,垂足为F,过点C作,垂足为G,交于点P,
    根据垂径定理,得,四边形是矩形,
    ∴,

    根据,得,
    ∴,
    ∴,
    在直角三角形中,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    解得,(舍去),
    ∴,
    故,
    ∴当最大时,.
    【点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,等腰三角形的性质,垂径定理,勾股定理,矩形的判定和性质,三角形的外接圆,相似三角形的判定和性质,用方程的思想解决问题是解本题的关键.
    3.(2023·四川遂宁·一模)已知抛物线与轴交于,两点.

    (1)求抛物线的函数解析式;
    (4)点Q是抛物线对称轴上一动点,当的值最大时,点Q的坐标为: .(直接填空)
    【答案】(1)
    (4)或
    【分析】(1)利用待定系数法求解即可;
    (4)作的外接圆H,作轴,连接,,,根据圆周角定理得到,当最小时,最小,此时最大,然后利用勾股定理求解即可.
    【详解】(1)解:∵抛物线与x轴交于,两点,
    ∴,解得,
    ∴抛物线的函数解析式为;
    (4)如图所示,作的外接圆H,作轴,连接,,,

    ∴,
    ∴当最大时,最大

    ∴当最小时,最小,此时最大
    此时

    在中,

    根据对称性,则存在
    综上所述,或.
    【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求函数解析式、二次函数的图象与性质、坐标与图形、勾股定理及其逆定理的应用、三角形的外接圆性质、圆周角定理、三角形的面积、解一元二次方程等知识,熟练掌握相关知识的联系与运用是解题的关键.
    4.(2019·山东淄博·一模)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=a(x﹣1)(x﹣5)(a>0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于P点,过其顶点C作直线CH⊥x轴于点H.
    (1)若∠APB=30°,请直接写出满足条件的点P的坐标;
    (2)当∠APB最大时,请求出a的值;
    【答案】(1)点P坐标为(0,)或(0,);(2);(3)能,a的值为;(4)点Q坐标为(3,3+)或(3,3﹣).
    【分析】(1)作△PAB的外接圆⊙D,连接DP、DA、DB,证△ABD是等边三角形,求A(1,0),B(5,0),得DP=DA=AB=4,H(3,0),得直线CH:x=3,求出D(3,2)
    设P(0,p)(p>0),由PD2=32+(2﹣p)2=42,求出P的坐标;(2)作△PAB的外接圆⊙E,连接EP、EA、EB,如图2,由切线性质,得四边形OHEP是矩形,在Rt△AEH中,EH=,求出0P得点P坐标为(0,),代入抛物线解析式可得;
    【详解】解:(1)作△PAB的外接圆⊙D,连接DP、DA、DB,如图1
    ∴DP=DA=DB,
    ∵C为抛物线顶点且CH⊥x轴
    ∴CH为抛物线对称轴,即CH垂直平分AB
    ∴D在直线CH上
    ∵∠APB=30°
    ∴∠ADB=2APB=60°
    ∴△ABD是等边三角形
    ∵当y=0时,a(x﹣1)(x﹣5)=0 解得:x1=1,x2=5
    ∴A(1,0),B(5,0)
    ∴DP=DA=AB=4,H(3,0),直线CH:x=3
    ∴AH=2,DH=AH=2
    ∴D(3,2)
    设P(0,p)(p>0)
    ∴PD2=32+(2﹣p)2=42
    解得:p1=,p2=
    ∴点P坐标为(0,)或(0,)
    (2)作△PAB的外接圆⊙E,连接EP、EA、EB,如图2
    ∵∠AEB=2∠APB
    ∴∠AEB最大时,∠APB最大
    ∵AB=4是定值
    ∴EH最小时,∠AEB最大,此时⊙E与y轴相切于点P
    ∴EP⊥y轴于P
    ∴四边形OHEP是矩形
    ∴PE=OH=3
    ∴EA=PE=3
    ∴Rt△AEH中,EH=
    ∴OP=EH=
    ∴点P坐标为(0,),代入抛物线解析式得:5a=
    ∴a=
    【点睛】考核知识点:二次函数的综合.数形结合分析问题,熟练运用圆的性质是关键.
    5.(2018·浙江宁波·一模)已知,如图1,O是坐标原点,抛物线(a≠0)经过A、B、C三点,AB⊥y轴于点A,AB=2,AO=4,OC=5,点D是线段AO上一动点,连接CD、BD.
    (1)求出抛物线的解析式;
    (3)当∠ BDC的度数最大时,请直接写出OD的长.
    【答案】(1);(3)
    【分析】(1)先确定出点A,B,C的坐标,进而用待定系数法即可得出结论.
    (3)先判断出当△BDC的外接圆与AO相切时, ∠BDC最大,后利用三角形,勾股定理计算即可.
    【详解】(1)∵AB⊥y轴于点A,AB=2,AO=4,OC=5,
    ∴A(0,4),B(2,4),C(5,0),
    ∵抛物线a≠0)经过A、B、C三点,

    解得,
    ∴抛物线解析式为.
    (3)如图,
    当△BDC的外接圆与AO相切时, ∠BDC最大,
    设外接圆的圆心为E,Q是异于点D的一点,连接QB,QC,交圆于点M,
    则∠BDC=∠BMC,根据三角形外角性质,得∠BMC>∠BQC,故∠BDC>∠BQC,
    ∴∠BDC最大,
    设OC与圆交于点H,连接DH,DE,
    根据切线性质,
    ∴∠EDO=∠DOC=90°,
    作直径HN,连接DN,
    ∴∠HDN=90°,∠DNH=∠DCH,
    ∵ED=EH,
    ∴∠EDH=∠EHD,
    ∴90°-∠EDH=90°-∠EHD,
    ∴∠ODH=∠OCD,
    ∴△ODH∽△OCD,
    ∴OD:OC=OH:OD,
    ∴OD:OC=OH:OD,
    ∴,
    设DO=y,OH=x,则HC=5-x,
    ∴,
    ∴,
    过点E作EF⊥OC,垂足为F,过点B作BG⊥OC,垂足为G,交DE于点P,
    根据垂径定理,得HF=FC=,四边形EDOF是矩形,
    ∴DE=OF=EB=+x=,
    根据B(2,4),得AB=DP=OG=2,BG=4,
    ∴PE=ED-DP==,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    ∴,
    解得,>4(舍去),
    ∴,
    ∴,
    故OD=,
    ∴当∠BDC最大时,OD=.
    【点睛】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,等腰三角形的性质,垂径定理,勾股定理,矩形的判定和性质,三角形的外接圆,相似三角形的判定和性质,用方程的思想解决问题是解本题的关键.
    6.(2015·福建泉州·一模)如图,是坐标原点,过点的抛物线与轴的另一个交点为,与轴交于点,其顶点为点.
    (1)求的值.
    (2)连结、,动点的坐标为.
    ②连结、,当最大时,求出点的坐标.
    【答案】(1) (2) ②,
    【详解】试题分析:(1)把A点坐标代入抛物线解析式可求得b的值.
    (2)②记△OQC的外心为m,则m在OC的垂直平分线MN上(设MN与y轴交于点A),连接OM、CM.有圆周角定理和三角函数的定义可表示,可得出的值随着的增大而减小,可得与相切,再由勾股定理可求得的坐标.
    试题解析:解:(1)把代入,,解得; (2)①设抛物线的对称轴与轴交于点.
    ∵,
    ∴,则,,
    令得,;令得,.解得,.
    ∴,,,(以下有两种方法)
    方法一:
    设直线与轴交于点,则,,
    当四边形是平行四边形时,,
    ∵,
    ∴,
    ∴;
    方法二:
    过作的平行线与直线相交,则交点必为,
    设直线与轴交于点,则.
    ∵∥, ∴.
    又∵,,
    ∴△≌△,
    ∴,,
    ∴;
    ②记的外心为,则在的垂直平分线上(与轴交于点).连接、,则,,
    ∴,
    ∴的值随着的增大而减小.
    又,
    ∴当取最小值时最大,
    即直线时,最大,此时,
    与直线相切.
    ∴,,
    ∴.根据对称性,另一点也符合题意.
    综上所述,,.
    考点:二次函数的综合题.
    7.(2023·广东深圳·一模)船在航行过程中,船长常常通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图1,A,B表示灯塔,暗礁分布在经过A,B两点的一个圆形区域内,优弧上任一点C都是有触礁危险的临界点,就是“危险角”.当船P位于安全区域时,它与两个灯塔的夹角与“危险角”有怎样的大小关系?

    (1)数学小组用已学知识判断与“危险角”的大小关系,步骤如下:如图2,与相交于点D,连接,由同弧或等弧所对的圆周角相等,可知,
    是的外角,
    (填“”,“”或“”),
    (填“”,“”或“”);
    (2)如图3,已知线段与直线l,在直线l上取一点P,过A、B两点,作使其与直线l相切,切点为P,不妨在直线上另外任取一点Q,连接、,请你判断与的数量关系,并说明理由;
    (3)一位足球左前锋球员在某场赛事中有一精彩进球,如图4,他在点P处接到球后,沿方向带球跑动,球门米,米,米,,.该球员在射门角度()最大时射门,球员在上的何处射门?(求出此时的长度.)
    【答案】(1),
    (2),理由见解析
    (3)
    【分析】(1)由是的外角,可得,即可求解;
    (2)设与交于点G,连接,可证,从而可证,即可求证;
    (3)当经过A,B的与相切时,最大,过点O作交于点H,延长交于点E,过点E作交于点F,四边形是矩形, 可求,可证是等腰直角三角形,设的半径,,由此即可求解.
    【详解】(1)解:是的外角,


    故答案为:,.
    (2)解:,理由如下:
    如图所示,设与交于点G,连接,



    是的外角,


    (3)解:如图所示,由(2)可得,当经过A,B的与相切时,最大,

    过点O作交于点H,延长交于点E,过点E作交于点F,


    ,,AD⊥DF,
    四边形是矩形,









    是等腰直角三角形,
    设的半径,


    在中,,

    解得:或(舍去),


    答:的长度为.
    【点睛】本题主要考查了圆的基本性质,三角形的外角性质,等腰三角形的判定及性质,矩形的判定及性质,勾股定理,三角函数等掌握相关的性质,找出最大角的条件是解题的关键
    8.(2023·广东深圳·一模)【问题发现】
    船在航行过程中,船长常常通过测定角度来确定是否会遇到暗礁.如图1,A,B表示灯塔,暗礁分布在经过A,B两点的一个圆形区域内,优弧上任一点C都是有触礁危险的临界点,就是“危险角”.当船P位于安全区域时,它与两个灯塔的夹角与“危险角”有怎样的大小关系?
    【解决问题】
    (1)数学小组用已学知识判断与“危险角”的大小关系,步骤如下:
    如图2,与相交于点D,连接,由同弧或等弧所对的圆周角相等,可知,
    ∵是的外角,
    ∴ (填“>”,“=”或“<”),
    ∴ (填“>”,“=”或“<”);
    【问题探究】
    (2)如图3,已知线段与直线l,在直线l上取一点P,过A、B两点,作使其与直线l相切,切点为P,不妨在直线上另外任取一点Q,连接、,请你判断与的数量关系,并说明理由;
    【问题拓展】
    (3)一位足球左前锋球员在某场赛事中有一精彩进球,如图4,他在点P处接到球后,沿方向带球跑动,球门米,米,米,,.该球员在射门角度最大时射门,球员在上的何处射门?(求出此时的长度.)

    【答案】(1)<,<;(2),理由见解析;(3)15米
    【分析】(1)由三角形的外角的性质可得,从而可得答案;
    (2)设与交于点G,连接,证明,可得,则.
    (3)如图所示,由(2)可得,当经过A,B的与相切时,最大,过点O作交于点H,延长交于点E,过点E作交于点F,证明四边形是矩形,可得,,,,证明,设的半径,表示,,,建立方程,再解方程可得答案.
    【详解】解:(1)如图2,与相交于点D,连接,由同弧或等弧所对的圆周角相等,可知,
    ∵是的外角,
    ∴,
    ∴,
    (2),理由如下:
    如图所示,设与交于点G,连接,

    ∵,
    ∴,
    ∵是的外角,
    ∴,
    ∴.
    (3)如图所示,由(2)可得,当经过A,B的与相切时,最大,

    过点O作交于点H,延长交于点E,过点E作交于点F,
    ∴,
    ∴,
    ∵,,,
    ∴四边形是矩形,
    ∴,
    ∵,
    ∴,,
    ∴,
    ∵,
    ∴,
    ∵,
    设的半径,
    ∴,即,
    ∴,
    ∴,
    ∴在中,,
    ∴,
    整理得:,
    解得:,(不合题意,舍去)
    ∴,
    ∴.
    答:的长度为米.
    【点睛】本题考查的是三角形的外角的性质,圆周角定理的应用,矩形的判定与性质,锐角三角函数的应用,勾股定理的应用,本题的难度很大,计算非常复杂,准确细心的计算是解答的前提.
    9.(22-23九年级上·江苏泰州·期末)【生活问题】2022年卡塔尔世界杯比赛中,某球员P带球沿直线接近球门,他在哪里射门时射门角度最大?
    【操作感知】小米和小勒在研究球员P对球门的张角时,在上取一点Q,过A、B、Q三点作圆,发现直线与该圆相交或相切.如果直线与该圆相交,如图1,那么球员P由M向N的运动过程中,的大小______:(填序号)
    ①逐渐变大;②逐渐变小;③先变大后变小;④先变小后变大
    【猜想验证】小米和小勒进一步探究发现,如果直线与该圆相切于点Q,那么球员P运动到切点Q时最大,如图2,试证明他们的发现.
    【实际应用】如图3,某球员P沿垂直于方向的路线带球,请用尺规作图在上找出球员P的位置,使最大.(不写作法,保留作图痕迹)
    猜想验证:如图所示,在上任取一点G(不与Q重合),连接交的外接圆于H,连接,
    ∴,
    ∵,
    ∴,即,
    ∴上异于点Q的其他所有点对的张角都小于,
    ∴球员P运动到切点Q时最大;
    实际应用:如图所示,作线段的垂直平分线交于E,延长交于F,以点A为圆心,的长为半径画弧交直线于O,以O为圆心,以的长为半径画弧交直线于P,点P即为所求;
    理由如下:∵,
    ∴,
    ∵,且,即是两条平行线间的距离,
    ∴也是这两条平行线间的距离,
    ∴,
    ∴ 直线与相切,
    ∴由“猜想验证”可知,当直线与相切于点P时,最大.
    【点睛】本题主要考查了切线的性质于判定,三角形外角的性质,圆周角定理,确定圆心,线段垂直平分线的尺规 作图,平行线间间距相等等等,灵活运用所学知识是解题的关键.

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