
解:(1)AC过圆心O,且m,n分别切⊙O于点A,C,
∴AC⊥m于点A,AC⊥n于点C.
∴Q与A重合,R与C重合.
∵OP=1,AC=4,
∴

+

=1+

=

.
(2)连接OA,
∵OP⊥AC于点P,且OP=1,OA=2,

∴∠OAP=30°.
∴AP=

.
∵OA⊥直线m,PQ⊥直线m,
∴OA∥PQ,∠PQA=90°.
∴∠APQ=∠OAP=30°.
∴AP=

.
∵OA⊥直线m,PQ⊥F直线m,
∴OA∥PQ,∠PQA=90°.
∴∠APQ=∠OAP=30°.
在Rt△AQP中,PQ=

,同理,PR=

,
∴

.
(3)猜想

.
证明:过点A作直径交⊙O于点E,连接EC,
∴∠ECA=90°.
∵AE⊥直线m,PQ⊥直线,
∴AE∥PQ且∠PQA=90°.
∴∠EAC=∠APQ.
∴△AEC∽△PAQ.
∴

①
同理可得:

②
①+②,得:

+

=

+


∴

=

(

)
=

•

=

.
过P作直径交⊙O于M,N,
根据阅读材料可知:AP•PC=PM•PN=3,
∴

=

.
分析:(1)由于AC过圆心,那么Q,A重合,R,C重合,可根据OP和半径的长求出PA,PC的长,即PQ,PR的长.由此可得出所求的结论;
(2)连接OA,不难得出OA∥PQ,那么可得出∠OAP=∠APQ,可先在直角三角形OAP中,求出∠OAP的度数和AP的长,进而可在直角三角形APQ中求出PQ的长,同理可求出PR的长,即可求出所求的结论;(本题还可通过证△ADP和△PAQ相似,得出

的值,同理可连接CD得出

的值)
(3)本题要通过相似三角形来求解.过点A作直径交⊙O于点E,连接EC,通过相似三角形△AEC∽△PAQ,得出关于AC,PQ,AE,AP的比例关系式,同理可求出AC,PR,AE,PC的比例关系式,两式联立可得出

的表达式,然后根据相交弦定理即可证得所求的结论.
(第二种证法和(2)的第二种求法完全相同.)
点评:本题主要考查了相似三角形和相交弦定理的应用,根据相似三角形得出与所求相关的线段成比例是解题的关键.