题目内容

在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,且AD=2,以CD为直径作⊙O1,交BC于点E,过点E作EF⊥AB于F,建立如图所示的平面直角坐标系,已知A,B两点的坐标分别为A(0,2),B(-2,0).

(1)求C,D两点的坐标.

(2)求证:EF为⊙O1的切线.

(3)探究:如图,线段CD上是否存在点P,使得线段PC的长度与P点到y轴的距离相等?如果存在,请找出P点的坐标;如果不存在,请说明理由.

答案:
解析:

  解:(1)连接DE,∵CD是⊙O1的直径,

  ∴DE⊥BC,

  ∴四边形ADEO为矩形.

  ∴OE=AD=2,DE=AO=2.

  在等腰梯形ABCD中,DC=AB.

  ∴CE=BO=2,CO=4.

  ∴C(4,0),D(2,2);

  (2)连接O1E,在⊙O1中,O1E=O1C,

  ∠O1EC=∠O1CE,

  在等腰梯形ABCD中,∠ABC=∠DCB.

  ∴O1E∥AB,

  又∵EF⊥AB,

  ∴O1E⊥EF.

  ∵E在AB上,

  ∴EF为⊙O1的切线

  (3)解法一:存在满足条件的点P.

  如图,过P作PM⊥y轴于M,作PN⊥x轴于N,依题意得PC=PM,

  在矩形OMPN中,ON=PM,

  设ON=x,则PM=PC=x,CN=4-x,

  tan∠ABO===.

  ∴∠ABO=60°,

  ∴∠PCN=∠ABO=60°.

  在Rt△PCN中,

  cos∠PCN=,

  即,

  ∴x=.

  ∴PN=CN·tan∠PCN=(4-)·=.

  ∴满足条件的P点的坐标为(,).

  解法二:存在满足条件的点P,

  如图,在Rt△AOB中,AB=.

  过P作PM⊥y轴于M,作PN⊥x轴于N,依题意得PC=PM,

  在矩形OMPN中,ON=PM,

  设ON=x,则PM=PC=x,CN=4-x,

  ∵∠PCN=∠ABO,∠PCN=∠AOB=90°.

  ∴△PNC∽△AOB,

  ∴,即.

  解得x=.

  又由△PNC∽△AOB,得,即,

  ∴PN=.

  ∴满足条件的P点的坐标为(,).

  分析:(1)连接DE,由等腰梯形的对称性可知,△CDE≌△BAO,根据线段的等量关系求C,D两点的坐标;

  (2)连接O1E,由半径O1E=O1C,得∠O1EC=∠O1CE,由等腰梯形的性质,得∠ABC=∠DCB,故∠O1EC=∠ABC,可证O1E∥AB,由EF⊥AB,证明O1E⊥EF即可;

  (3)存在.过P作PM⊥y轴于M,作PN⊥x轴于N,由PC=PM,可知四边形OMPN为正方形,设ON=x,则PM=PC=x,CN=4-x,由△PNC∽△AOB,由相似比,列方程求解.

  点评:本题考查了相似三角形的判定与性质,坐标与图形的性质,等腰梯形的性质,圆周角定理,切线的判定与性质.关键是根据等腰梯形的性质,作辅助线,利用相似三角形的性质求解.


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