题目内容
3.定义:如果一个点能与另外两个点构成直角三角形,则称这个点为另外两个点的勾股点.例如:在矩形OBCD中,点C是O、B两点的一个勾股点(如图1所示).问题(1):如图1,在矩形OBCD中,OD=4,DC边上取一点E,DE=8.若点E是O、B两点的勾股点(点E不与点C重合),求OB的长;
问题(2):如图2,在矩形OBCD中,OD=4,OB=12,在OB边上取一点F,使OF=5,DC边上取一点E,使DE=8.点P为DC边上一动点,过点P作直线PQ∥OD交OB边于点Q.设DP=t(t>0).
①当点P在线段DE之间时,以EF为直径的圆与直线PQ相切,求t的值;
②若直PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点时,请直接写出求t的取值范围.
分析 (1)连接OE、BE.设OB=x,则EC=x-8.先依据勾股定理表示出OE2、BE2的值,再依据勾股定理的逆定理列方程求解即可;
(2)①过点F作FG⊥DC,垂足为G,过点O作ON∥DE.在△EFG中依据勾股定理求得EF的长,从而可求得OH的长,由梯形的中位线定理可求得ON的长,然后依据NH=NO-OH可求得NH的长,从而求得t的值;
②当直线PQ与圆O相离或直线PQ经过点E或直线PQ经过点F时,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.
解答 (1)如图1所示,连接OE、BE.![]()
设OB=x,则EC=x-8.
在△DOE中,OE2=DE2+OD2=42+82=80,BE2=CE2+CB2=42+(x-8)2.
∵E为点O和点B的勾股定理点,
∴OB2=OE2+BE2,即42+(x-8)2+80=x2.
解得:x=10.
∴OB=10.
(2)①过点F作FG⊥DC,垂足为G,过点O作ON∥DE.![]()
∵DE=8,OF=5,DO=4,
∴GE=3,FG=4,ON=6.5.
∴EF=$\sqrt{G{E}^{2}+F{G}^{2}}$=5.
∴OH=2.5.
∴HN=NO-OH=6.5-2.5=4.
∴t=4.
②如图3所示:当直线PQ与圆O相离时.过点E作EG⊥EF交PQ于点G,过点F作HF⊥EF,垂足为H.![]()
∵∠GEF=90°,
∴△GEF为直角三角形.
∴G是E、F的一个公共点.
同理点H也是E、F的一个公共点.
∴当直线PQ与圆O相离时,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.
∴当0<t<4时,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.
同理:当PQ在圆O的右侧,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.
∴9<t≤12.
如图4所示:当PF经过点F时,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.![]()
∵OF=5,
∴t=5.
如图5所示:当PF经过点E时,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.![]()
∵DE=8,
∴t=8.
综上所述当0<t<4或t=5或t=8或9<t≤12时,PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点.
点评 本题主要考查的是圆的综合应用,解答本题主要应用了勾股定理、勾股定理的逆定理以及直线和圆的位置关系,找出PQ上恰好存在两个点是E、F两点的勾股点的条件是解题的关键.