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大招
圆内最大张角
之米勒角问题
模型介绍
故事背景:米勒问题和米勒定理1471年,德国数学家米勒向诺德尔教授提出了如下十分有趣
的问题:在地球表面的什么部位,一根垂直的悬杆呈现最长?即在什么部位,视角最大?最大
视角问题是数学史上100个著名的极值问题中第一个极值问题而引人注目,因为德国数学家米
勒曾提出这类问题,因此最大视角问题又称之为“米勒问题”,
米勒问题:
已知点A,B是∠MON的边ON上的两个定点,点C是边OM上的动点,则当C在何处时,
∠ACB最大?对米勒问题在初中最值的考察过程中,也成为最大张角或最大视角问题
米勒定理:
已知点AB是∠MON的边ON上的两个定点,点C是边OM上的一动点,则当且仅当三角形
ABC的外圆与边OM相切于点C时,∠ACB最大,
证明:
如图1,设C是边OM上不同于点C的任意一点,连结A,B,因为∠ACB是圆外角,∠ACB
是圆周角,易证∠ACB小于∠ACB,故∠ACB最大。
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在△ACD中∠ADB=∠ACD+∠DAC
所以∠ADB>∠ACD
又因为∠ACB=∠ADB
所以∠ACB>∠ACD
米勒定理在解题中的应用
常常以解析几何、平面几何和实际应用为背景进行考查。若能从题设中挖出隐含其中的米
勒问题模型,并能直接运用米勒定理解题,这将会突破思维瓶颈、大大减少运算量、降低思维
难度、缩短解题长度,从而使问题顺利解决。否则这类问题将成为考生的一道难题甚至一筹莫
展,即使解出也费时化力。
例题精讲
【例1】.平面直角坐标系内,已知点A(1,0),B(5,0),C(0,t).当t>0时,若∠ACB最大,则t
的值为()》
A.2N2
B.5
c.√5
D.
32
2
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>变式训练
【变式1-1】.如图,在正方形ABCD中,边长为4,M是CD的中点,点P是BC上一个动点,当∠DPM
的度数最大时,则BP=
【变式1-2】.如图,∠AOB=60°,M,N是OB上的点,OM=4,MN=2√3.
(1)设⊙O过点M、N,C、D分别是MN同侧的圆上点和圆外点.
求证:∠MCN>∠MDN:
(2)若P是OA上的动点,求∠MPN的最大值.
M
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【例2】.在直角坐标系中,给定两点M(1,4),N(-1,2),在x轴的正半轴上,求一点P,使∠MPW
最大,则P点的坐标为
M
O P
>变式训练
【变式2-1】.如图,某雕塑MN位于河段OA上,游客P在步道上由点O出发沿OB方向行走.已知∠AOB
=30°,MN=2OM=40m,当观景视角∠MPN最大时,游客P行走的距离OP是米.
A
M
B
【变式2-2】.如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点E,F分别是边CD,BC上的动点,且∠AFE=
90
(1)证明:△ABF∽△FCE:
(2)当DE取何值时,∠AED最大.
D
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实战演练
1.在平面直角坐标系中,点A(0,2)、B(a,a+2)、C(b,0)(a>0,b>0),若AB=4W2且∠ACB最
大时,b的值为()
A.2+2√6
B.-2+2W6
C.2+4W2
D.-2+4W2
2,如图,A,B表示足球门边框(不考虑球门的高度)的两个端点,点C表示射门点,连接AC,BC,则
∠ACB就是射门角.在不考虑其它因素的情况下,一般射门角越大,射门进球的可能性就越大.球员甲
带球线路ED与球门AB垂直,D为垂足,点C在ED上,当∠ACB最大时就是带球线路ED上的最佳射
门角.若AB=4,BD=1,则当球员甲在此次带球中获得最佳射门角时DC的长度为()
A
0
E
A.2
B.3
c.√5
D.√15
3.已知点A、B的坐标分别是(0,1)、(0,3),点C为x轴正半轴上一动点,当∠ACB最大时,点C的
坐标是
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4.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=8,M是CD的中点,点P是BC上一个动点,若∠DPM的度数
最大,则BP=
D
M
5,某儿童游乐场的平面图如图所