Question

【題目】（操作體驗(yàn)）

如圖①，已知線段AB和直線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P1，P2．

所以圖中P1，P2即為所求的點(diǎn)．

（1） 在圖②中，連接P1A，P1 B，說(shuō)明∠A P1B＝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°．

（不寫作法，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）30°；（2）詳見解析；（3）2≤m＜＋1；（4）―2.

【解析】

（1）根據(jù)作圖可知OA＝OB＝AB，得到△OAB是等邊三角形，根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)有∠AOB＝60°，根據(jù)圓周角定理即可求解.

（2）第一步：分別以點(diǎn)B、C為圓心，以大于BC長(zhǎng)為半徑作弧，作出BC的垂直平分線，與BC交于點(diǎn)H,

第二步：以點(diǎn)H為圓心，以HB長(zhǎng)為半徑作圓,與BC的垂直平分線交于點(diǎn)O;

第三步：以O為圓心，OB長(zhǎng)為半徑作⊙O，交AB交于點(diǎn)E,與CD交于點(diǎn)F, 弧上所有的點(diǎn)即為所求的點(diǎn)（不含點(diǎn)E、F）．

（3）當(dāng)時(shí)，滿足∠BPC＝45°的點(diǎn)P恰有兩個(gè)，再求出滿足∠BPC＝45°的點(diǎn)P變?yōu)?/span>1個(gè)時(shí)的臨界值,即可求解.

（4）按照（2）的作圖步驟，則點(diǎn)P在以劣弧BC上（不包含點(diǎn)B,C）,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)可得當(dāng)AP最小時(shí)，PQ取得最小值，當(dāng)點(diǎn)A,P,O在同一條直線上時(shí)，AP最小，即圖中的AE，求出AE，即可求解.

（1）解：由作法可知：OA＝OB＝AB，

∴△OAB是等邊三角形，

∴∠AOB＝60°．

∴∠AP1B＝30°．

（2）如圖，弧上所有的點(diǎn)即為所求的點(diǎn)（不含點(diǎn)E、F）．

（3）如圖：只要即可，

當(dāng)時(shí)，滿足∠BPC＝45°的點(diǎn)P恰有兩個(gè)，

滿足∠BPC＝45°的點(diǎn)P變?yōu)?/span>1個(gè)時(shí),即到GH的位置時(shí)，

過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn)M,

此時(shí)：

則的取值范圍是：

故答案為：

（4）按照（2）的作圖步驟，則點(diǎn)P在以劣弧BC上（不包含點(diǎn)B,C）,如圖，

當(dāng)AP最小時(shí)，PQ取得最小值，當(dāng)點(diǎn)A,P,O在同一條直線上時(shí)，AP最小，即圖中的AE，

故答案為：