题目内容

【题目】如图,半圆O的直径AB=10,有一条定长为6的动弦CD在弧AB上滑动(点C、点D分别不与点A、点B重合),点E、F在AB上,EC⊥CD,FD⊥CD.

(1)求证:EO=OF;

(2)联结OC,如果△ECO中有一个内角等于45°,求线段EF的长;

(3)当动弦CD在弧AB上滑动时,设变量CE=x,四边形CDFE面积为S,周长为l,问:S与l是否分别随着x的变化而变化?试用所学的函数知识直接写出它们的函数解析式及函数定义域,以说明你的结论.

【答案】(1)详见解析;(2)线段EF的长等于或;(3).

【解析】

(1)过点O作OH⊥CD于H,由垂径定理得出CH=DH,证得EC∥OH∥FD,即可得出结论;

(2)由勾股定理求出,由平行线的性质得出∠ECO=∠COH≠45°;分两种情况讨论:

①当∠EOC=45°时,过点E作EM⊥OC于M,则△OEM是等腰直角三角形,得出EM=OM,证明△ECM∽△COH,得出EM:CM=CH:OH=3:4.设EM=3m,CM=4m.则OM=3m,EO=OM=m,由CM+OM=OC,得出方程4m+3m=5,解方程得出,即可得出,EF=.

②当∠CEO=45°时,过点O作ON⊥EC于N;.在Rt△CON中,ON=CH=3,CN=OH=4.在Rt△EON中,.得出即可.

(3)证明OH是梯形EFDC的中位线,由梯形中位线定理得出EC+FD=2OH=8,由梯形面积公式得出S=(EC+FD)CD=OHCD=244×6=24(0<x<8);作FG⊥EC于G,则GC=FD=8﹣x,GF=CD=6,求出EG=EC﹣GC=2x﹣8,由勾股定理得 ,得出四边形CDFE周长l=EF+EC+CD+FD=.

(1)证明:过点O作OH⊥CD于H,如图所示:

则CH=DH,

∵EC⊥CD,FD⊥CD,OH⊥CD,

∴EC∥OH∥FD,

∵CH=DH,

∴EO=FO;

(2)解:∵OH⊥CD,,

∴,

∴,

∵EC∥OH,

∴∠ECO=∠COH≠45°;

①当∠EOC=45°时,过点E作EM⊥OC于M,

则△OEM是等腰直角三角形,

∴EM=OM,

∵∠ECM=∠COH,∠CME=∠OHC=90°,

∴△ECM∽△COH,

∴EM:CM=CH:OH=3:4.

在Rt△ECM中,设EM=3m,CM=4m.则OM=3m, ,

∵CM+OM=OC,

∴4m+3m=5,

解得: ,

∴,

.

②当∠CEO=45°时,过点O作ON⊥EC于N;.

在Rt△CON中,ON=CH=3,CN=OH=4.

在Rt△EON中,.

∴.

综上所述,线段EF的长等于或.

(3)解:四边形CDFE的面积S不随变量x的变化而变化,是一个不变量;

四边形CDFE的周长l随变量x的变化而变化.理由如下:

由①得:EO=FO,CH=DH,

∴OH是梯形EFDC的中位线,

∴EC+FD=2OH=8,

∴四边形CDFE面积为(是一个常值函数);

作FG⊥EC于G,则GC=FD=8﹣x,GF=CD=6,

∴EG=EC﹣GC=x﹣(8﹣x)=2x﹣8,

∴,

∴四边形CDFE周长

,

即.

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