题目内容

【题目】如图,已知圆O是正六边形ABCDEF外接圆,直径BE=8,点G、H分别在射线CD、EF上(点G不与点C、D重合),且∠GBH=60°,设CG=x,EH=y.

(1)如图①,当直线BG经过弧CD的中点Q时,求∠CBG的度数;

(2)如图②,当点G在边CD上时,试写出y关于x的函数关系式,并写出x的取值范围;

(3)联结AH、EG,如果△AFH与△DEG相似,求CG的长.

【答案】(1)∠CBG=15°;(2)();(3)CG的长为12

【解析】

(1)连接OQ,根据正六边形的特点和内角和求出∠EBC =60°,然后通过弧之间的关系得出∠BOQ=∠EOQ=90°,又因为BO=OQ,得出∠OBQ=∠BQO=45°,最后利用∠CBG=∠EBC-∠OBQ即可求出答案;

(2)在BE上截取EM=HE,连接HM,首先根据正六边形的性质得出是等边三角形,则有EM=HE=HM=y,∠HME=60°,从而有∠C=∠HMB=120°,然后通过等量代换得出∠GBC=∠HBE,由此可证明△BCG∽△BMH,则有,即,则y关于x的函数关系式可求,因为点Q在边CD上,则x的取值范围可求;

(3)分两种情况:①当点G在边CD上时:又分当时和当时两种情况;②当点G在CD的延长线上时,同样分当时和当时两种情况,分别建立方程求解并检验即可得出答案.

解:(1)如图,连接OQ.

∵六边形ABCDEF是正六边形,

∴BC=DE,∠ABC=120°.

∴,∠EBC=∠ABC=60°.

∵点Q是的中点,

∴.

∴,

即.

∴∠BOQ=∠EOQ,

又∵∠BOQ+∠EOQ=180°,

∴∠BOQ=∠EOQ=90°.

又∵BO=OQ,

∴∠OBQ=∠BQO=45°,

∴∠CBG=60°45°=15°.

(2)如图,在BE上截取EM=HE,连接HM.

∵六边形ABCDEF是正六边形,直径BE=8,

∴BO=OE=BC=4,∠C=∠FED=120°,

∴∠FEB=∠FED=60°.

∵EM=HE,

∴是等边三角形,

∴EM=HE=HM=y,∠HME=60°,

∴∠C=∠HMB=120°.

∵∠EBC=∠GBH=60°,

∴∠EBC∠GBE=∠GBH∠GBE,

即∠GBC=∠HBE.

∴△BCG∽△BMH,

∴.

又∵CG= x,BE=8,BC=4,

∴,

∴y与x的函数关系式为().

(3)如图,当点G在边CD上时.

由于△AFH∽△EDG,且∠CDE=∠AFE=120°,

① 当时,

∵AF=ED,

∴FH=DG,

∴,

即:,解分式方程得.

经检验是原方程的解,但不符合题意舍去.

② 当时,

即:,解分式方程得.

经检验是原方程的解,但不符合题意舍去.

如图,当点G在CD的延长线上时.

由于△AFH∽△EDG,且∠EDG=∠AFH=60°,

① 当时,

∵AF=ED,

∴FH=DG

∴,

即:,解分式方程得.

经检验是原方程的解,但不符合题意舍去.

② 当时,

即:,解分式方程得.

经检验是原方程的解,且符合题意.

∴综上所述,如果△AFH与△DEG相似,那么CG的长为12.

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