题目内容

【题目】如图,点在矩形的边上,,,连接,线段绕点旋转,得到线段,以线段为直径做.

(1)请说明点一定在上的理由,

(2)①点在上,为的直径,求证:点到的距离等于线段的长.

②当面积取得最大值时,求半径的长.

(3)当与矩形的边相切时,计算扇形的面积.

【答案】(1)证明见解析;(2)①证明见解析,②;(3)

【解析】

(1)由CE=CF且∠ECF=90°,O为EF中点,可知OC=OE=OF=,即E,F,C三点共圆;

(2)①作MN⊥AD交AD于点N,连MC,MF,AC,由为的直径,且四边形ABCD为矩形可证得∠DCE=∠MEN,由CM为直径,可得,由(1)知∠FEC=45°,则可得∠MEO=45°,则易知∠EMO=45°,可得MC⊥EF,可证得四边形ECFN为正方形,所以EC=EM,可证△MEN≌△ECD,即MN=ED,证得M到AD的距离等于ED的长;

②设AE=x,则,,,即当x=3时,△AME面积有最大值为,由可知,即,而,由,求得,即的半径为;

(3)与矩形的边相切时,点O与点D重合,CO=MO为直径,且长为4,则可求得.

解:(1)依题意可知,CE=CF且∠ECF=90°,O为EF中点,

∴OC=OE=OF=,

∴点E,F,C三点在上;

(2)①作MN⊥AD交AD于点N,连MC,MF,AC,

∵为的直径,

∴∠DEC+∠DEM=90°,

∵四边形ABCD为矩形,

∴∠DEC+∠DCE=90°

∴∠DCE=∠MEN,

∵CM为直径,

∴,

由(1)知∠FEC=45°,

∴∠MEO=45°,

∵OM=OE,

∴∠EMO=45°,

∴MC⊥EF,

∴四边形ECFN为正方形,

∴EC=EM,

在△MEN和△ECD中,

,

所以△MEN≌△ECD,

∴MN=ED,

∴M到AD的距离等于ED的长;

②设AE=x,

∴,

∴,

∴,

∴,

∴当x=3时,△AME面积有最大值为,

∵,

∴,

∴,

又∵,

∴,

又∵,

∴,

即的半径为;

(3)与矩形的边相切时,点O与点D重合CO,MO为直径,长为4,

∴.

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