题目内容

【题目】如图,在半径为4的⊙O中,CD为直径,AB⊥CD且过半径OD的中点,点E为⊙O上一动点,CF⊥AE于点F.当点E从点B出发顺时针运动到点D时,点F所经过的路径长为( )

A. B. C. D.

【答案】D

【解析】

连接AC,AO,由AB⊥CD,利用垂径定理得到G为AB的中点,由中点的定义确定出OG的长,在直角三角形AOG中,由AO与OG的长,利用勾股定理求出AG的长,进而确定出AB的长,由CO+GO求出CG的长,在直角三角形AGC中,利用勾股定理求出AC的长,由CF垂直于AE,得到三角形ACF始终为直角三角形,点F的运动轨迹为以AC为直径的半径,如图中红线所示,当E位于点B时,CG⊥AE,此时F与G重合;当E位于D时,CA⊥AE,此时F与A重合,可得出当点E从点B出发顺时针运动到点D时,点F所经过的路径长,在直角三角形ACG中,利用锐角三角函数定义求出∠ACG的度数,进而确定出所对圆心角的度数,再由AC的长求出半径,利用弧长公式即可求出的长,即可求出点F所经过的路径长.

连接AC,AO.

∵AB⊥CD,∴G为AB的中点,即AG=BG=AB.

∵⊙O的半径为4,弦AB⊥CD且过半径OD的中点,∴OG=2,∴在Rt△AOG中,根据勾股定理得:AG==2,∴AB=2AG=4.

又∵CG=CO+GO=4+2=6,∴在Rt△AGC中,根据勾股定理得:AC==4.

∵CF⊥AE,∴△ACF始终是直角三角形,点F的运动轨迹为以AC为直径的半圆,当E位于点B时,CG⊥AE,此时F与G重合;当E位于D时,CA⊥AE,此时F与A重合,∴当点E从点B出发顺时针运动到点D时,点F所经过的路径长.在Rt△ACG中,tan∠ACG==,∴∠ACG=30°,∴所对圆心角的度数为60°.

∵直径AC=4,∴的长为=π,则当点E从点B出发顺时针运动到点D时,点F所经过的路径长为π.

故选D.

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