数学应用题-可折叠台灯

这道题综合考察了圆的垂径定理及其推论、解直角三角形、求弧长。可以学到未知圆心时的应对情况

(1)设$\widehat {MN}$所在圆的圆心为点$O$

如图,连接$OM$,$OP$,

$\because $点$P$是$MN$的中点,

$\therefore OP\bot MN$,$MP=NP=12cm$,

$\because PQ\bot MN$,

$\therefore O$、$P$、$Q$共线,

设$\widehat {MN}$所在圆的半径为$r$,

$\therefore OP=r-8$,

在$Rt\triangle OMP$中,由勾股定理得:

$\left(r-8\right)^{2}+12^{2}=r^{2}$,

解得$r=13$,

$\therefore \widehat {MN}$所在圆的半径为$13cm$.

$(2)$如图,点$O$即为$\widehat {MN}$所在圆的圆心$O$的位置,过点$P$作$PT\bot ON$于点$T$,

$\because sin∠PON=\frac{PN}{ON}=\frac{12}{13}$,

$\therefore sin∠PON=\frac{PT}{OP}=\frac{12}{13}$,

又$OP=r-8=5$,

$\therefore PT=\frac{12}{13}×5=\frac{60}{13}(cm)$,即点$P$上升的高度为$\frac{60}{13}cm$;

$(3)\because sin∠PON=\frac{PN}{ON}=\frac{12}{13}$,

$\therefore \angle PON=67^{\circ}$,$MN=24cm$,

$\therefore \angle PNO=90^{\circ}-\angle PON=90^{\circ}-67^{\circ}=23^{\circ}$,

$\therefore $点$M$经过的路径的长为

$\frac{23π×24}{180}=\frac{46π}{15}(cm)$.

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