“三等分角”是数学史上一个著名问题,但仅用尺规不可能“三等分角” .下面是数学家帕普斯借助函数给出的一种“三等分锐角“的方法(如图),将给定的锐角∠AOB 置于直角坐标系中,边OB 在x
轴上、边OA 与函数1y x
=
的图象交于点P ,以P 为圆心,以2OP 为半径作弧交图象于点R .分别过点P 和R 作x 轴和y 轴的平行线,两直线相交于点M ,连接OM 得到得到∠MOB ,则13MOB AOB ∠=∠.
要明白帕普斯的方法,请你研究以下问题:
(1)设1(,)P a a 、1(,)R b b ,求直线OM 相对应
的函数解析式(用含a,b 的代数式表示).
(2)分别过P 和R 作y 轴和x 轴的平行线,两直
线相交于点Q ,请说明Q 点在直线OM 上,据此证明13
MOB AOB ∠=∠. (3)应用上述方法得到结论,你如何三等分一个
钝角(用文字简要说明).
解:(1)设直线OM 的函数关系式为
)1,(),1,(,b
b R a a P kx y =. 则),1,(a b M ∴ab
b a k 11=÷=. ∴直线OM 的函数关系式为x ab
y 1=. (2)∵Q 的坐标)1,(b a 满足x ab
y 1=,∴点Q 在直线OM 上. (或用几何证法,见《九年级上册》教师用书191页)
∵四边形PQRM 是矩形,∴SP=SQ=SR=SM=2
1PR . ∴∠SQR=∠SRQ .
∵PR=2OP ,∴PS=OP=2
1PR .∴∠POS=∠PSO . ∵∠PSQ 是△SQR 的一个外角,
∴∠PSQ=2∠SQR .∴∠POS=2∠SQR .
∵QR ∥OB ,∴∠SOB=∠SQR . ∴∠SOB=3
1∠AOB . (3)以下方法只要回答一种即可.
方法一:利用钝角的一半是锐角,然后利用上述结论把锐角三等分的方法即可.
方法二:也可把钝角减去一个直角得一个锐角,然后利用上述结论把锐角三等分后,再将直角
利用等边三角形(或其它方法)将其三等分即可.
方法三:先将此钝角的补角(锐角)三等分,再作它的余角。