题目内容

【题目】如图,在△ABC中,AB=7,BC=4,∠ABC=45°,射线CD⊥AB于D,点P为射线CD上一动点,以PD为直径的⊙O交PA、PB分别为E、F,设CP=x.

(1)求sin∠ACD的值.

(2)在点P的整个运动过程中:

①当⊙O与射线CA相切时,求出所有满足条件时x的值;

②当x为何值时,四边形DEPF为矩形,并求出矩形DEPF的面积.

(3)如果将△ADC绕点D顺时针旋转150°,得△A′DC′,若点A′和点C′有且只有一个点在圆内,则x的取值范围是   .

【答案】(1)sin∠ACD=;(2)①x的值为x=1或x=10;②当x=4±2时,四边形DEPF为矩形,矩形DEPF的面积为;(3)<x<7

【解析】

(1)如图,在Rt△BCD中,BC=4,∠ABC=45°计算BD、CD,AD的长度,然后利用勾股定理求出AC的长度即可求解;

(2)①⊙O与射线CA相切包括P在AB两侧两种情况,当P在AB左侧时,如图,sin∠ACD==,而CD=x+2r=4,可求x,同理当P在AB右侧时可解;

②设圆的半径为r,四边形DEPF为矩形,包括P在AB两侧两种情况,当P在AB右侧时,如图设:PD=x﹣4=a,利用三角形APD的面积:ED=、DF=,利用ED2=DF2可以求解,同理当当P在AB左侧的情况;

(3)利用勾股定理分别求出PA′2,PC2,然后分r2=PA′2和 r2=PC′2两种情况,分别求解即可.

解:(1)在Rt△BCD中,BC=4,∠ABC=45°,

则CD=4,BD=4,

,

∴AD=AB﹣BD=3,

sin∠ACD==;

(2)①⊙O与射线CA相切,包括P在AB两侧两种情况,

当P在AB左侧时,如下图,圆的半径为r,圆与AC相切于点H,

则在Rt△CHO中,OC=x+r,OH=r,sin∠ACD=,

sin∠ACD==,而CD=x+2r=4,

解得:x=1,

同理当P在AB右侧时,求得x=4+6=10,

所有满足条件时x的值为x=1或x=10;

②设圆的半径为r,四边形DEPF为矩形,包括P在AB两侧两种情况,

当P在AB右侧时,原图的简图如下图,设∠ABP=∠DPE=α,

设:PD=x﹣4=a,

在Rt△ADP中,利用三角形APD的面积=EDAP=APPD,

解得:ED=,

同理可得:DF=,PF2=a2﹣DF2,

四边形DEPF为矩形,

∴ED2=DF2,

解得:a=2,x=4+2,

则sinα=,cosα=,

S四边形DEPF=DPsinαcosα=,

同理当当P在AB左侧时,

此时PD=4﹣x=a,

经计算a=2,x=4﹣2,

S四边形DEPF=DPsinαcosα=,

答:当x=4±2时,四边形DEPF为矩形,矩形DEPF的面积为;

(3)如下图,连接PA′、PC′,

在△PDA′中,AD′=3,PD=4﹣x,∠PDA=150°,

利用勾股定理得:PA′2=()2+(﹣x)2=x2﹣11x+,

当r2=PA′2时,解得:x=7,

同理可得:PC2=32+16﹣(8+4)x+x2,

当r2=PC′2时,解得:x=,

∴x的取值范围为:<x<7.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网