以平面上一点O为直角顶点，分别画出两个直角三角形，记作△AOB和△COD，其中∠ABO=∠DCO=30°．

（1）① ；②不变；（2） ，


试题分析：（1）①连接EF，由已知条件证明△EMF是直角三角形，并且可求出∠EMF=30°，利用30°角的余弦值即可求出 的值；②若△AOB绕点O沿顺时针方向旋转α角（0°＜α＜60°），其他条件不变， 的值不发生变化，连接EF、AD、BC，由①的思路证明∠EMF=30°即可；
（2）过O作OE⊥AB于E，由已知条件求出当P在点E处时，点P到O点的距离最近为 ，当旋转到OE与OD重合是，NP取最小值为：OP-ON= -2；当点P在点B处时，且当旋转到OB在DO的延长线时，NP取最大值OB+ON=3 +2．
（1）①连接EF，
∵点E、F、M分别是AC、CD、DB的中点，
∴EF，FM是分别是△ACD和△DBC的中位线，
∴EF∥AD，FM∥CB，
∵∠ABO=∠DCO=30°，
∴∠CDO=60°，
∴∠EFC=60°，∠MFD=30°，
∴∠EFM=90°，
∴△EFM是直角三角形，
∵EM∥CD，
∴∠EMF=∠MFD=30°，
∴cos30°= ；
②结论： 的值不变.
连接EF、AD、BC

∵Rt△AOB中，∠AOB=90°，∠ABO=30°，
∴
∵Rt△COD中，∠COD=90°，∠DCO=30°，
∴ .
∴
∵∠AOD=90°+∠BOD，∠BOC=90°+∠BOD，
∴∠AOD="∠BOC."
∴△AOD∽△BOC．
∴ ，∠1="∠2."
∵点E、F、M分别是AC、CD、DB的中点，
∴EF∥AD，FM∥CB，且 ，
∴ ，∠3=∠ADC=∠1+∠6，∠4="∠5."
∵∠2+∠5+∠6=90°，
∴∠1+∠4+∠6=90°，即∠3+∠4="90°."
∴∠EFM=90°
∵在Rt△EFM中，∠EFM=90°， ，
∴∠EMF=30°.
∴ ；
（2）O作OE⊥AB于E，
∵BO=3 ，∠ABO=30°，
∴AO=3，AB=6，
∴ AB•OE= OA•OB，
∴OE= ，
∴当P在点E处时，点P到O点的距离最近为 ，
这时当旋转到OE与OD重合是，NP取最小值为：OP-ON= ；
当点P在点B处时，且当旋转到OB在DO的延长线时，NP取最大值OB+ON= ，
∴线段PN长度的最小值为 ，最大值为 .
点评：此题知识点多，综合性强，难度较大，注意数形结合思想的应用，注意旋转前后的对应关系．