题目内容
【题目】在Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=10,tan∠ABC=,点O是AB边上的动点,以O为圆心,OB为半径的⊙O与边BC的另一交点为D,过点D作AB的垂线,交于点E,连结BE、AE.
(1)当AE∥BC(如图(1))时,求⊙O的半径;
(2)设BO=x,AE=y,求y关于x的函数关系式;
(3)若以A为圆心的⊙A与⊙O有公共点D、E,当恰好也过点C时,求DE的长.
【答案】(1) ;(2) ;(3)或12
【解析】试题(1)过点O作OG⊥BD于G,设AB与DE的交点为F,如图(1),易证△AEF≌△BDF及四边形AEDC是平行四边形,从而可得BD=DC=5,根据垂径定理可得BG=DG=BD=,然后在Rt△BGO中运用三角函数和勾股定理即可求出⊙O的半径长;
(2)过点A作AH⊥BC于H,如图(2),运用三角函数、勾股定理及面积法可求出AC、AB、AH、BH、CH,根据垂径定理可得DF=EF,再根据线段垂直平分线的性质可得AE=AD.然后在Rt△BGO中运用三角函数和勾股定理可求出BG(用x的代数式表示),进而可用x的代数式依次表示出BD、DH,AD、AE,问题得以解决;
(3)①若点D在H的左边,如图(2),根据等腰三角形的性质可得DH=CH,从而依次求出BD、DF、DE的长;②若点D在H的右边,则点D与点C重合,从而可依次求出BD、DF、DE的长.
解:(1)过点O作OG⊥BD于G,设AB与DE的交点为F,如图(1),
根据垂径定理可得BG=DG.
∵AE∥BC,∴∠AEF=∠BDF.
在△AEF和△BDF中,
,
∴△AEF≌△BDF,
∴AE=BD.
∵∠BFD=∠BAC=90°,
∴DE∥AC.
∵AE∥BC,
∴四边形AEDC是平行四边形,
∴AE=DC,
∴BD=DC=BC=5,
∴BG=DG=BD=.
在Rt△BGO中,
tan∠OBG==,
∴OG=BG=×=,
∴OB===,
∴⊙O的半径长为;
(2)过点A作AH⊥BC于H,如图(2),
在Rt△BAC中,
tan∠ABC==,
设AC=3k,则AB=4k,
∴BC=5k=10,
∴k=2,
∴AC=6,AB=8,
∴AH===,
∴BH===,
∴HC=BC﹣BH=10﹣=.
∵AB⊥DE,
∴根据垂径定理可得DF=EF,
∴AB垂直平分DE,
∴AE=AD.
在Rt△BGO中,
tan∠OBG==,
∴OG=BG,
∴OB===BG=x,
∴BG=x,
∴BD=2BG=,
∴DH=BH﹣BD=﹣x,
∴y=AE=AD=
=
=(0<x≤);
(3)①若点D在H的左边,如图(2),
∵AD=AC,AH⊥DC,
∴DH=CH=,
∴BD=BH﹣DH=﹣=.
在Rt△BFD中,
tan∠FBD==,
∴BF=DF,
∴BD=
=
=DF=,
∴DF=,
∴DE=2DF=;
②若点D在H的右边,
则点D与点C重合,
∴BD=BC=10,
∴DF=10,
∴DF=6,
∴DE=2DF=12.
综上所述:当⊙A恰好也过点C时,DE的长为或12.