【初始问题】如图1,已知两个同心圆,直线AD分别交大⊙O于点A、D,
【初始问题】如图1,已知两个同心圆,直线
AD分别交大⊙
O于点
A、
D,交小⊙
O于点
B、
C.
AB与
CD相等吗?请证明你的结论.
【类比研究】如图2,若两个等边三角形ABC和
A1 B1 C1的中心(点
O)相同,且满足
AB∥
A1B1,
BC∥
B1C1,
AC∥
A1C1,可知
AB与
A1B1,
BC与
B1C1,
AC与
A1C1之间的距离相等.直线
MQ分别交三角形的边于点
M、
N、
P、
Q,与
AB所成夹角为∠
α(30°<∠
α<90°).

【小题1】(1)求

(用含∠
α的式子表示);
【小题2】(2)求∠
α等于多少度时,
MN =
PQ.
【小题1】解:【初始问题】结论:
AB =
CD. ……………………… 1分
证明:如图,作
OE⊥
AD于
E.
∴
AE=
ED,
BE=
EC. …………………………………………… 2分
∴
AE-
BE=
ED-
EC.
即
AB=
CD. ……………………………………………………… 3分
【类比研究】(1)如图,作
ND⊥
AB于
D,
PE⊥
AC于
E. ……… 4分
则
ND=
PE.

∵
AB∥
A1B1,
∴ ∠1=∠
α.
∵等边三角形
A1 B1 C1中,∠
A1=60°,
∴ ∠2=120°-∠1=120°-∠
α.
∵
AC∥
A1C1,
∴ ∠
PQE=∠2=120°-∠
α.
∵30°<∠
α<90°,
∴ 30°<120°-∠
α<90°.
∴ 在Rt△
MDN和Rt△
QEP中,
DN=
MN
,
PE
=
PQ
. …………………… 6分
∴
MN
=
PQ
.
∴

.
【小题2】(2)当120°-∠
α =∠
α时,即∠
α = 60°时,
MN=
PQ.解析:
略