题目内容

13.如图①,已知:在矩形ABCD的边AD上有一点O,OA=$\sqrt{3}$,以O为圆心,OA长为半径作圆,交AD于M,恰好与BD相切于H,过H作弦HP∥AB,弦HP=3.若点E是CD边上一动点(点E与C,D不重合),过E作直线EF∥BD交BC于F,再把△CEF沿着动直线EF对折,点C的对应点为G.设CE=x.
(1)求证:四边形ABHP是菱形;
(2)问△EFG的直角顶点G能落在⊙O上吗?若能,求出此时x的值;若不能,请说明理由.

分析 (1)连接OH,可以求出∠HOD=60°,∠HDO=30°,从而可以求出AB=3,由HP∥AB,HP=3可证到四边形ABHP是平行四边形,再根据切线长定理可得BA=BH,即可证到四边形ABHP是菱形.
(2)△EFG的直角顶点G能落在⊙O上,当点G落到AD上时,可以证到点G与点M重合,进而可求出x=2.

解答 (1)证明:连接OH,如图①所示.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADC=∠BAD=90°,BC=AD,AB=CD.
∵HP∥AB,
∴∠ANH+∠BAD=180°.
∴∠ANH=90°.
∴HN=PN=$\frac{1}{2}$HP=$\frac{3}{2}$.
∵OH=OA=$\sqrt{3}$,
∴sin∠HON=$\frac{HN}{OH}$=$\frac{\sqrt{3}}{2}$.
∴∠HON=60°
∵BD与⊙O相切于点H,
∴OH⊥BD.
∴∠HDO=30°.
∴OD=2$\sqrt{3}$.
∴AD=3$\sqrt{3}$.
∴BC=3$\sqrt{3}$.
∵∠BAD=90°,∠BDA=30°.
∴tan∠BDA=$\frac{AB}{AD}$=$\frac{AB}{3\sqrt{3}}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$.
∴AB=3.                         
∵HP=3,
∴AB=HP.
∵AB∥HP,
∴四边形ABHP是平行四边形.       
∵∠BAD=90°,AM是⊙O的直径,
∴BA与⊙O相切于点A.             
∵BD与⊙O相切于点H,
∴BA=BH.                         
∴平行四边形ABHP是菱形.

(2)△EFG的直角顶点G能落在⊙O上. 理由如下:
解:如图②所示,点G落到AD上.  
∵EF∥BD,
∴∠FEC=∠CDB.
∵∠CDB=90°-30°=60°,
∴∠CEF=60°.
由折叠可得:∠GEF=∠CEF=60°.
∴∠GED=60°.
∵CE=x,
∴GE=CE=x.ED=DC-CE=3-x.
∴cos∠GED=$\frac{ED}{GE}$=$\frac{3-x}{x}=\frac{1}{2}$.
∴x=2.                                 
∴GE=2,ED=1.
∴GD=$\sqrt{3}$.
∴OG=AD-AO-GD=3$\sqrt{3}$-$\sqrt{3}$-$\sqrt{3}$=$\sqrt{3}$.
∴OG=OM.
∴点G与点M重合.                       
此时△EFG的直角顶点G落在⊙O上,对应的x的值为2.
∴当△EFG的直角顶点G落在⊙O上时,对应的x的值为2.

点评 本题考查了和圆有关的综合题以及矩形的性质、菱形的性质、切线的性质、切线长定理、垂径定理、轴对称性质、特殊角的三角函数值、30°角所对的直角边等于斜边的一半、等腰三角形的性质等知识,综合性非常强.

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