题目内容
如图,已知△ABC内接于⊙O,AB=BC=4cm,AO⊥BC于D,点P、Q分别从B、C两点同时出发,其中点P沿BC向终点C运动,速度为1cm/s;点Q沿CA向终点A运动,速度为2cm/s,设它们运动的时间为x(s).(1)求证:△ABC为等边三角形;
(2)当x为何值时,PQ⊥AC;
(3)当PQ经过圆心O时,求△PQD的面积.
分析:(1)因为AD经过圆心,且AD⊥BC,所以AB=AC,又因为AB=BC,可知AB=AC=BC,即△ABC为等边三角形
(2)根据PB=x,CQ=2x,BC=4,可知PC=4-x要使PQ⊥AC,必须有CQ=
PC,可得2x=
(4-x),解得x=
(3)过Q作QE⊥BC于E,则CQ=2x,QE=
x,CE=x,根据△ABC的边长为4,可求得AD=2
,OD=
OA=
AD=
且PB=CE,BD=CD,所以PD=DE=2-x,当OD=
QE时,PQ经过圆心,即x=
,可求得S△PQD=
•PD•QE=
.
(2)根据PB=x,CQ=2x,BC=4,可知PC=4-x要使PQ⊥AC,必须有CQ=
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(3)过Q作QE⊥BC于E,则CQ=2x,QE=
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解答:证明:(1)∵AD经过圆心,且AD⊥BC,
∴AB=AC
∴AB=AC又AB=BC,
∴AB=AC=BC,
即△ABC为等边三角形;
解:(2)∵PB=x,CQ=2x又BC=4,
∴PC=4-x,
要使PQ⊥AC,必须:CQ=
PC,
∴2x=
(4-x)
∴x=
(3)过Q作QE⊥BC于E,(如图)
∵∠E=90°,CQ=2x,
∴QE=
x,CE=x,
又∵△ABC的边长为4
∴AD=2
又
=
AD=
且PB=CE,BD=CD,
∴PD=DE=2-x,
∴OD=
QE时,PQ经过圆心
∴
=
x,
∴x=
时,PQ⊥AC.
(3)∴S△PQD=
•PD•QE=
×(2-x)×
x=
×(2-
)×
×
=
.
∴AB=AC
∴AB=AC又AB=BC,
∴AB=AC=BC,
即△ABC为等边三角形;
解:(2)∵PB=x,CQ=2x又BC=4,
∴PC=4-x,
要使PQ⊥AC,必须:CQ=
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∴2x=
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2 |
∴x=
4 |
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∵∠E=90°,CQ=2x,
∴QE=
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又∵△ABC的边长为4
∴AD=2
3 |
又
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3 |
∴PD=DE=2-x,
∴OD=
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∴
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∴x=
4 |
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(3)∴S△PQD=
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点评:本题考查函数与圆的有关性质的综合应用,解题的关键是用动点的时间x和速度表示线段的长度,利用圆的有关性质作为相等关系求得x的值,从而求解.
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