初中数学 · 动态几何实验室

最大张角问题模型

拖动 P 沿射线 m 滑动 —— 张角最大 ⟺ 圆与射线 m 相切
OP² = OA·OB —— 相切出最大,圆幂定位置
模型同源真题 2024·山东青岛 ★★★★☆
如图,点 A、B 在射线 l 上(O 为端点),OA = 4,OB = 9。射线 m 与射线 l 成 52° 角,点 P 在射线 m 上运动,则当 ∠APB 最大时,OP = ______。
实验台 · 射线上动点看定线段:哪里张角最大?
拖动 P 沿射线 m 滑动(或拖 A、B 改 OA、OB)—— 张角最大 ⟺ 过 A、B 的圆与射线 m 相切于 P
⇄ 拖 动 我

◈ 实时观测

∠APB(当前张角)—
OP—
√(OA·OB)(最优 OP)—
最大张角—
同弧圆越小,圆周角越大
OP = √(OA·OB) 时张角最大
圆要碰射线又要尽量小 —— 收缩到相切就是极限
口诀:相切出最大,圆幂定位置
拓展 · 为什么相切时最大:同弧等角,圆越小张角越大
拖动 P —— 观察过 A、B、P 的圆:P 离开切点,圆就变大、张角变小

◈ 实时观测

过 ABP 的圆半径 R—
切点圆半径 R*—
∠APB—
是否相切—
当前圆 vs 相切圆,同框比大小

◈ 米勒问题逻辑

同弧 AB:张角 = 圆上圆周角,R 越小角越大 P 必须在射线 m 上 ⟹ 过 A、B 的圆要与射线 m 有交点 圆收缩到极限 ⟺ 与射线 m 相切 ⟹ 切点即最优   ∴ 圆幂:OP² = OA·OB ✓
相切 ⟺ R 最小 ⟺ 张角最大
P 一离开切点,圆立刻变大、张角立刻变小
口诀:切点一离圆就胖,角就瘦

中考真题(冲刺)

围绕「最大张角:相切 ⟹ OP² = OA·OB」· 做完先在实验台拖一拖验证

🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关 概念理解 最优条件 ★★★☆☆
2026·广东
A、B 是定点,P 在射线 m 上运动。∠APB 最大时,过 A、B、P 的圆与 m 的关系是( )
lABPO圆与 l 相切于 P ⟹ ∠APB 最大P 为切点
A.相交于两点
B.相切(P 为切点)
C.相离
D.经过 O
答案:B
同弧张角随圆减小而增大;圆要始终接触射线,收缩的极限就是相切——切点处张角最大。
第 2 关 填空题 圆幂定位 ★★★☆☆
2026·广东
O、A、B 共线,OA = 2、OB = 8(AB 在同侧),P 在过 O 的另一射线上。∠APB 最大时 OP = ______。
lABPO圆与 l 相切于 P ⟹ ∠APB 最大P 为切点
答案:4
相切 ⟹ 圆幂:OP² = OA·OB = 16 ⟹ OP = 4。
第 3 关 填空题 几何平均 ★★★☆☆
2026·广东
OA = 3、OB = 12,则最大张角位置 OP = ______。
P*OABOA=3AB=9
答案:6
OP = √(3×12) = √36 = 6 —— 几何平均值。
第 4 关 判断说理 单调性 ★★★☆☆
2026·广东
P 从 O 沿射线向远处运动时,∠APB 的变化规律是( )
l射线ABOP₁P₂P₃P 由近及远:∠APB 先变大后变小
A.一直变大
B.一直变小
C.先变大后变小(切点处最大)
D.不变
答案:C
从 O 出发张角趋近 0,到切点达到最大,之后逐渐减小趋向 0 —— 单峰。
第 5 关 填空题 反求距离 ★★★★☆
2026·广东
最大张角位置满足 OP = 6,且 OA = 4,则 OB = ______。
l射线ABOP₁P₂P₃P 由近及远:∠APB 先变大后变小
答案:9
OP² = OA·OB ⟹ 36 = 4·OB ⟹ OB = 9。
第 6 关 综合探究 三步推理 ★★★★★
2026·广东
OA = a、OB = b(a < b),P 在射线上,张角最大时圆与射线相切。
(1) 最优时 OP² = ______(用 a、b 表示,如 a*b);
(2) a = 1、b = 9 时 OP = ______;
(3) OP = 6、a = 4 时 b = ______。
lABPO圆与 l 相切于 P ⟹ ∠APB 最大OP² = OA·OB
(1)
(2)
(3)
答案:(1) ab (2) 3 (3) 9
相切 ⟹ 圆幂定理:OP² = OA·OB = ab;(2) √(1×9) = 3;(3) 36 = 4b ⟹ b = 9。
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