题目内容
【题目】如图,有一拱桥的桥拱是圆弧形,已知桥拱的水面跨度AB(弧所对的弦的长)为8米,拱高CD(弧的中点到弦的距离)为2米.
(1)求桥拱所在圆的半径长;
(2)如果水面AB上升到EF时,从点E测得桥顶D的仰角为α,且cotα=3,求水面上升的高度.
【答案】(1)桥拱所在圆的半径长为5米;(2)水面上升的高度为1米
【解析】
(1)根据点D是 中点, 知C为AB中点,联结OA,设半径OA=OD=R,OC=OD﹣DC=R﹣2,在Rt△ACO中,由勾股定理求出半径.
(2) 设OD与EF相交于点G,联结OE,由EF∥AB,OD⊥AB,得到OD⊥EF,进而找出EG=3DG,设水面上升的高度为x米,即CG=x,则DG=2﹣x,在Rt△EGO中根据勾股定理求出x即可.
解:(1)∵点D是 中点,,
∴AC=BC,DC经过圆心,
设拱桥的桥拱弧AB所在圆的圆心为O,
∵AB=8,
∴AC=BC=4,
联结OA,设半径OA=OD=R,OC=OD﹣DC=R﹣2,
∵OD⊥AB,
∴∠ACO=90°,
在Rt△ACO中,∵OA2=AC2+OC2,
∴R2=(R﹣2)2+42,
解之得R=5.
答:桥拱所在圆的半径长为5米.
(2)设OD与EF相交于点G,联结OE,
∵EF∥AB,OD⊥AB,
∴OD⊥EF,
∴∠EGD=∠EGO=90°,
在Rt△EGD中, ,
∴EG=3DG,
设水面上升的高度为x米,即CG=x,则DG=2﹣x,
∴EG=6﹣3x,
在Rt△EGO中,∵EG2+OG2=OE2,
∴(6﹣3x)2+(3+x)2=52,
化简得 x2﹣3x+2=0,解得 x1=2(舍去),x2=1,
答:水面上升的高度为1米.
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