题目内容

在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,AB=5.

(Ⅰ)探究新知

如图① ⊙O是△ABC的内切圆,与三边分别相切于点E、F、G..

(1)求证内切圆的半径r1=1;

(2)求tan∠OAG的值;

(Ⅱ)结论应用

(1)如图②若半径为r2的两个等圆⊙O1、⊙O2外切,且⊙O1与AC、AB相切,⊙O2与BC、AB相切,求r2的值;

(2)如图③若半径为rn的n个等圆⊙O1、⊙O2、…、⊙On依次外切,且⊙O1与AC、AB相切,⊙On与BC、AB相切,⊙O1、⊙O2、…、⊙On均与AB相切,求rn的值.

   (Ⅰ)(1)证明:在图①中,连结OE,OF,OA. 

 ∵四边形CEOF是正方形,     ……………………1分

CE=CF=r1.

又∵AG=AE=3-r1,BG=BF=4-r1,

AG+BG=5,

∴(3-r1)+(4-r1)=5.

即r1=1.                             ……………………3分

(2)连结OG,在Rt△AOG中,

∵r1=1, AG= 3-r1=2,

tan∠OAG==;                ……………………5分

(Ⅱ)(1)连结O1A、O2B,作O1D⊥AB交于点D、O2E⊥AB交于点E,AO1、BO2分别平分∠CAB、∠ABC.

由tan∠OAG=,知tan∠O1AD=,

同理可得:tan∠O2BE== ,           

    ∴AD=2r2,DE=2r2,BE=3r2.              …………………6分

∵AD+DE+BE=5,

r2=;                                ……………………8分

(2)如图③,连结O1A、OnB,作O1D⊥AB交于点D、O2E⊥AB交于点E、…、OnM⊥AB交于点M.

则AO1、BO2分别平分∠CAB、∠ABC.

tan∠O1AD=,tan∠OnBM=,

     AD=2rn,DE=2rn,…,MB=3rn,

又∵AD+DE+…+MB=5,

2rn+2rn+…+3rn=5,

(2n+3) rn=5,

rn=.                  …………………………………10分

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