题目内容

【题目】如图1所示,以点M(1,0)为圆心的圆与y轴,x轴分别交于点A,B,C,D,与⊙M相切于点H的直线EF交x轴于点E(,0),交y轴于点F(0,).

(1)求⊙M的半径r;

(2)如图2所示,连接CH,弦HQ交x轴于点P,若cos∠QHC=,求的值;

(3)如图3所示,点P为⊙M上的一个动点,连接PE,PF,求PF+PE的最小值.

【答案】(1)r=2;(2)=;(3).

【解析】

(1)连接MH,根据点E(,0)和点F(0,),求出的值,再通过证明△EMH∽△EFO,得到,即可解出r的值;

(2)连接DQ、CQ,由cos∠QDC =cos∠QHC =,可得,由(1)可知,r=2,故CD=4,由DQ=3,CH是RT△EHM斜边上的中线,得到CH=EM=2.再通过证明△CHP∽△QDP,即可得到;

(3)取CM的中点N,连接PM、PN,由OM=1,OE=5,可得ME=4,进而得到,

通过证明△PMN∽△EMP,可得,即,所以当F、P、N三点共线时,PF+PE的最小值为FN的长,根据勾股定理可求的PF+PE的最小值.

(1)如图,连接MH,

∵点E(,0)和点F(0,),

∴OE=5,OF=,

∴,

∵M(-1,0),

∴OM=1,

∴EM=OE-OM=4,

∵∠E=∠E,∠AOE=∠EHM,

∴△EMH∽△EFO,

∴,

即,

∴r=2;

(2) 如图,连接DQ、CQ.

∵CD为直径,∴∠CQD=90°,

∵∠QHC=∠QDC,

∴cos∠QDC =cos∠QHC =,

∴,

由(1)可知,r=2,故CD=4,

∴DQ=3,

∵CH是RT△EHM斜边上的中线,
∴CH=EM=2.

∵∠CHP=∠QDP,∠CPH=∠QPD,

∴△CHP∽△QDP,

∴;

(3)如图,取CM的中点N,连接PM、PN,

∵OM=1,OE=5,

∴ME=4,

∴,

又∵∠PMN=∠EMP,

∴△PMN∽△EMP,

∴,

∴,

当F、P、N三点共线时,PF+PE的最小值为FN的长,

∴点N为CM的中点,

∴ON=2,

∴,

∴PF+PE的最小值为.

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