题目内容
【题目】在△ABC中,D,E分别是△ABC两边的中点,如果弧DE(可以是劣弧、优弧或半圆)上的所有点都在△ABC的内部或边上,则称弧DE为△ABC的中内弧.例如,图1中弧DE是△ABC其中的某一条中内弧.
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(1)如图2,在边长为4
的等边△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点.画出△ABC的最长的中内弧DE,并直接写出此时弧DE的长;
(2)在平面直角坐标系中,已知点A(2
,6),B(0,0),C(t,0),在△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点.
①若t=2
,求△ABC的中内弧DE所在圆的圆心P的纵坐标的取值范围;
②请写出一个t的值,使得△ABC的中内弧DE所在圆的圆心P的纵坐标可以取全体实数值.
【答案】(1)图详见解析,
;(2)①m≤
或m≥3;②t=4
.
【解析】
(1)如图1中,由垂径定理可知,圆心O在线段DE的垂直平分线上,当点O是△ABC的内心时,内弧
最长,利用弧长公式计算即可.
(2)如图2中,由垂径定理可知,圆心一定在线段DE的垂直平分线上,DE的垂直平分线交DE于F,作DO′交DE的垂直平分线于点O′.
①设O′(
,m)由三角形中内弧定义可知,圆心在线段DE上方射线FP上均可,可得m≥3.当O′D⊥OA时,在Rt△DFO′中,∵DF=
,∠FDO′=30°,可得O′F=
,推出O′(
,
),根据三角形中内弧的定义可知,圆心在点O′的下方(含点O′)时也符合要求,可得m≤
.
②如图3中,当△AOC是等边三角形时,内弧DE所在圆的圆心P的纵坐标可以取全体实数值.此时t=
.
解:(1)如图1中,由垂径定理可知,圆心O在线段DE的垂直平分线上,
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∵△ABC是等边三角形,
∴当点O是△ABC的内心时,内弧
最长,
在Rt△OHC中,
∵CH=
,∠OCH=30°,
∴OH=CHtan30°=2,
∵∠ADE=∠AEO=90°,∠DAE=60°,
∴∠DOE=120°,
∴
的长=
=
.
(2)①如图2中,
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如图2中,由垂径定理可知,圆心一定在线段span>DE的垂直平分线上,DE的垂直平分线交DE于F,
①当t=
时,C(
,0),A(
,6),
∴D(
,3),E(
,6),F(
,3),
设O′(
,m)由三角形中内弧定义可知,圆心在线段DE上方射线FP上均可,∴m≥3
∵tan∠AOC=
=
,
∴∠AOC=60°,
∵DE∥OC,
∴∠ADE=60°,
当O′D⊥OA时,在Rt△DFO′中,∵DF=
,∠FDO′=30°,
∴O′F=
,
∴O′(
,
),
根据三角形中内弧的定义可知,圆心在点O′的下方(含点O′)时也符合要求,
∴m≤
,
综上所述,m≤
或m≥3.
②如图3中,当△AOC是等边三角形时,内弧DE所在圆的圆心P的纵坐标可以取全体实数值.此时t=4
.
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