1. “三等分一个任意角”是数学史上的一个著名问题。今天人们已经知道,仅用圆规和直尺是不可能作出任意角的三等分角的,在探索和证明上面问题的过程中,有人曾利用过如图 1-1-10所示的图形,其中,四边形ABCD是长方形,F是DA的延长线上一点,G是CF上一点,并且 $ ∠ A C G=∠ A G C $ $ ∠ G A F=∠ F $ 。探究 $ ∠ E C B $和 $ ∠ A C B $之间的数量关系,并证明你的结论。

答案
1. 解:$∠ ACB=3∠ ECB$。
证明:$\because$四边形$ABCD$是长方形,
$\therefore AD// BC$。$\therefore ∠ ECB=∠ F$。
$\because ∠ GAF=∠ F$,
$\therefore ∠ AGC=∠ GAF+∠ F=2∠ F$。
$\because ∠ ACG=∠ AGC$,
$\therefore ∠ ACG=2∠ F=2∠ ECB$。
$\therefore ∠ ACB=∠ ACG+∠ ECB=3∠ ECB$。
证明:$\because$四边形$ABCD$是长方形,
$\therefore AD// BC$。$\therefore ∠ ECB=∠ F$。
$\because ∠ GAF=∠ F$,
$\therefore ∠ AGC=∠ GAF+∠ F=2∠ F$。
$\because ∠ ACG=∠ AGC$,
$\therefore ∠ ACG=2∠ F=2∠ ECB$。
$\therefore ∠ ACB=∠ ACG+∠ ECB=3∠ ECB$。
2. 如图1-1-11,在平面直角坐标系中,A(0,1),B(2,1),C为 x轴上一点,且AC平分 $ ∠ O A B。 $
(1) 求证: $ ∠ O A C=∠ O C A; $
(2) 如图1-1-11 $ \textcircled{2} $ ,若射线 OP,CP满足 $ ∠ P O C=\frac{1}{3}∠ A O C $ $ ∠ P C E=\frac{1}{3}∠ A C E $ ,求 $ ∠ P $的大小;
(3) 如图1-1-11 $ \textcircled{3} $ ,若射线 OP,CP满足 $ ∠ P O C=\frac{1}{n}∠ A O C $ $ ∠ P C E=\frac{1}{n}∠ A C E $ ,猜想 $ ∠ P $的大小,并证明你的猜想。(用含 n的式子表示)

(1) 求证: $ ∠ O A C=∠ O C A; $
(2) 如图1-1-11 $ \textcircled{2} $ ,若射线 OP,CP满足 $ ∠ P O C=\frac{1}{3}∠ A O C $ $ ∠ P C E=\frac{1}{3}∠ A C E $ ,求 $ ∠ P $的大小;
(3) 如图1-1-11 $ \textcircled{3} $ ,若射线 OP,CP满足 $ ∠ P O C=\frac{1}{n}∠ A O C $ $ ∠ P C E=\frac{1}{n}∠ A C E $ ,猜想 $ ∠ P $的大小,并证明你的猜想。(用含 n的式子表示)
答案
2. (1)证明:$\because A(0,1)$,$B(2,1)$,
$\therefore AB// CO$。$\therefore ∠ OAB=∠ AOC=90°$。
$\because AC$平分$∠ OAB$,$\therefore ∠ OAC=45°$。
$\therefore ∠ OCA=90°-45°=45°$。
$\therefore ∠ OAC=∠ OCA$。
(2)解:$\because ∠ POC=\frac{1}{3}∠ AOC$,
$\therefore ∠ POC=\frac{1}{3}×90°=30°$。
$\because ∠ PCE=\frac{1}{3}∠ ACE$,
$\therefore ∠ PCE=\frac{1}{3}×(180°-45°)=45°$。
$\because ∠ P+∠ POC=∠ PCE$,
$\therefore ∠ P=∠ PCE-∠ POC=15°$。
(3)解:猜想:$∠ P=\frac{45°}{n}$。
证明:$\because ∠ POC=\frac{1}{n}∠ AOC$,
$\therefore ∠ POC=\frac{1}{n}×90°=\frac{90°}{n}$。
$\because ∠ PCE=\frac{1}{n}∠ ACE$,
$\therefore ∠ PCE=\frac{1}{n}(180°-45°)=\frac{135°}{n}$。
$\because ∠ P+∠ POC=∠ PCE$,
$\therefore ∠ P=∠ PCE-∠ POC=\frac{45°}{n}$。
$\therefore AB// CO$。$\therefore ∠ OAB=∠ AOC=90°$。
$\because AC$平分$∠ OAB$,$\therefore ∠ OAC=45°$。
$\therefore ∠ OCA=90°-45°=45°$。
$\therefore ∠ OAC=∠ OCA$。
(2)解:$\because ∠ POC=\frac{1}{3}∠ AOC$,
$\therefore ∠ POC=\frac{1}{3}×90°=30°$。
$\because ∠ PCE=\frac{1}{3}∠ ACE$,
$\therefore ∠ PCE=\frac{1}{3}×(180°-45°)=45°$。
$\because ∠ P+∠ POC=∠ PCE$,
$\therefore ∠ P=∠ PCE-∠ POC=15°$。
(3)解:猜想:$∠ P=\frac{45°}{n}$。
证明:$\because ∠ POC=\frac{1}{n}∠ AOC$,
$\therefore ∠ POC=\frac{1}{n}×90°=\frac{90°}{n}$。
$\because ∠ PCE=\frac{1}{n}∠ ACE$,
$\therefore ∠ PCE=\frac{1}{n}(180°-45°)=\frac{135°}{n}$。
$\because ∠ P+∠ POC=∠ PCE$,
$\therefore ∠ P=∠ PCE-∠ POC=\frac{45°}{n}$。
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