题目内容

【题目】如图,在矩形中,,,点、分别在、上,,现把一块直径为的量角器(圆心为)放置在图形上,使其线与重合;若将量角器线上的端点固定在点上,再把量角器绕点顺时针方向旋转,此时量角器的半圆弧与相交于点,设点处量角器的读数为.

用含的代数式表示的大小;

当等于多少时,线段与平行?

在量角器的旋转过程中,过点作,交于点,交于点.设,的面积为,试求出关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围.

【答案】(1);(2);与函数关系式为.

【解析】

(1)连接O′P,则∠PO′F=n°,因为O′P=O′F,所以∠O′FP=∠a,由三角形内角和定理得出结论;

(2)连接M′P,因为M′F是半圆O′的直径,所以M′P⊥PF,又因为FC⊥PF,所以FC∥M′P,若PC∥M′F,四边形M′PCF是平行四边形,故PC=M′F=2FC,∠α=∠CPF=30°,代入(1)中关系式即可;

(3)以点F为圆心,FE的长为半径画弧ED,由于GM′⊥M′F于点M′,则GH是弧ED的切线.同理GE、HD也都是弧ED的切线,GE=GM′,HM′=HD.设GE=x,则AG=2-x,再设DH=y,则HM′=y,AH=2-y;在Rt△AGH中,由勾股定理得y与x的关系式,再代入三角形的面积公式即可.

连接,则;

∵,

∴,

∴,即;

连接、.

∵是半圆的直径,

∴;

又∵,

∴,

若,

∴四边形是平行四边形,

∴,

∴;

代入中关系式得:

,

即;

以点为圆心,的长为半径画弧;

∵于点,

∴是弧的切线,

同理、也都是弧的切线,

∴,;

设,则,

设,则,;

在中,,

得:

即:

∴

∴

即:与函数关系式为.

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