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如图点O是边长为1的等边三角形ABC的边BC中线AD上一点,且|AO|=2|OD|,过O的直线交边AB于M,交边AC于N

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/19 13:41:00
如图点O是边长为1的等边三角形ABC的边BC中线AD上一点,且|AO|=2|OD|,过O的直线交边AB于M,交边AC于N,记∠AOM=θ,
(1)则θ的取值范围为
[
π
3
(1)由题意可得,点O为等边三角形ABC的重心,
当点N与点C重合时,MN与AB垂直,M为AB的中点,OM取得最小值,
此时,θ最小,由cosθ=
MO
AO=
1
2,可得θ=
π
3.
当M与B重合时,此时,MN垂直于AC,θ取得最大值,由于cos(π-θ)=
ON
AO=
1
2,可得θ=

3.
综上可得,θ的取值范围为[
π
3,

3].
(2)由题意可得,AO=
2
3AD=
2


3
2=

3
3;设∠ANO=α,则∠AMO=

3-α.
△ANO中,由余弦定理可得
ON
sin30°=
AO
sinα,解得 ON=

3
6sinα.
同理求得 OM=

3
6Sin(

3−α).

1
|OM|2+
1
|ON|2=
36sin2(

3−α)
3+
36sin2α

=12×
1−cos(

3−2α)
2+12×
1−cos2α
2=12-6[cos(

3-2α)+cos2α]
=12+6cos(2α+
π
3).
由(1)可得
π
3≤

6-(

3−α)≤

3,可得
π
3≤2α≤π,


3≤2α+
π
3≤π+
π
3,
-1≤cos(2α+
π
3)≤-
1
2,故当2α+
π
3=π 时,cos(2α+
π
3) 取得最小值为-1,
12+6cos(2α+
π
3) 取得最小值为 12-6=6,
故答案为 6.