题目内容
【题目】如图,已知在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=8,点P是射线AC上一点(不与点A、C重合),过P作PM⊥AB,垂足为点M,以M为圆心,MA长为半径的⊙M与边AB相交的另一个交点为点N,点Q是边BC上一点,且CQ=2CP,联结NQ.
(1)如果⊙M与直线BC相切,求⊙M的半径长;
(2)如果点P在线段AC上,设线段AP=x,线段NQ=y,求y关于x的函数解析式及定义域;
(3)如果以NQ为直径的⊙O与⊙M的公共弦所在直线恰好经过点P,求线段AP的长.
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【答案】(1)
;(2)
(0<x<4);(3)
或
.
【解析】
(1)先根据勾股定理求得
,设⊙M的半径长为R,则
,过M作MH⊥BC,垂足为点H,根据相似三角形的对应边成比例得到
,最后根据⊙M与直线BC相切,即MA=MH,即可求解;
(2)设AP=x,得到CP=4﹣x,CQ=8﹣2x,BQ=2x,过Q作QG⊥AB,垂足为点G,根据三角函数可得
,根据PM⊥AB,
,得到
,最后在Rt△QNG中,根据勾股定理即可求解;
(3)当点P在线段AC上,设以NQ为直径的⊙O与⊙M的另一个交点为点E,连接EN,MO,则MO⊥EN,根据以NQ为直径的⊙O与⊙M的公共弦所在直线恰好经过点P,PM⊥AB,MA=MN,得到PN=PA,∠PAN=∠ANE,再根据∠ACB=90°,得到∠PAN+∠B=90°,∠NMO=∠B,连接AQ,根据 M、O分别是线段AN、NQ的中点,得到MO∥AQ,∠NMO=∠BAQ,∠BAQ=∠B, QA=QB,在Rt△QAC中,根据勾股定理得,QA2=AC2+QC2即可求解;当点P在线段AC的延长
上,即
.
(1)解:如图1,
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在Rt△ABC中,
∵∠ACB=90°,AC=4,BC=8,
∴![]()
设⊙M的半径长为R,则![]()
过M作MH⊥BC,垂足为点H,
∴MH∥AC,
∵MH∥AC,
∴△BHM∽△BCA,
∴![]()
∵⊙M与直线BC相切,
∴MA=MH,
∴![]()
∴
,
即
的半径长为
;
(2)如图2,
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∵AP=x,
∴CP=4﹣x,
∵CQ=2CP,
∴CQ=8﹣2x,
∴BQ=BC﹣CQ=8﹣(8﹣2x)=2x,
过Q作QG⊥AB,垂足为点G,
∵
,
∴
,
∴![]()
同理:![]()
∵PM⊥AB,
∴∠AMP=90°,
∴![]()
∵AP=x,
∴![]()
∴![]()
在Rt△QNG中,根据勾股定理得,QN2=NG2+QG2,
∴![]()
∴
(0<x<4);
(3)当点P在线段AC上,如图3,
设以NQ为直径的⊙O与⊙M的另一个交点为点E,连接EN,MO,
则MO⊥EN,
∴∠NMO+∠ANE=90°,
∵以NQ为直径的⊙O与⊙M的公共弦所在直线恰好经过点P,
即P、E、N在同一直线上,
又∵PM⊥AB,MA=MN,
∴PN=PA,
∴∠PAN=∠ANE,
∵∠ACB=90°,
∴∠PAN+∠B=90°,
∴∠NMO=∠B,
连接AQ,
∵M、O分别是线段AN、NQ的中点,
∴MO∥AQ,
∴∠NMO=∠BAQ,
∴∠BAQ=∠B,
∴QA=QB,
在Rt△QAC中,根据勾股定理得,QA2=AC2+QC2,
∴(2x)2=42+(8﹣2x)2,
∴![]()
同理:当点P在线段AC的延长
上,![]()
即线段AP的长为
或
.
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