在如图所示的直角坐标系中,点C在y轴的正半轴上,四边形OABC为平行四边形,OA=2,∠AOC=60°,以OA为直径的⊙P经过点C,点D在y轴上,DM为始终与y轴垂直

发布时间:2020-08-12 10:08:18

在如图所示的直角坐标系中,点C在y轴的正半轴上,四边形OABC为平行四边形,OA=2,∠AOC=60°,以OA为直径的⊙P经过点C,点D在y轴上,DM为始终与y轴垂直且与AB边相交的动直线,设DM与AB边的交点为M(点M在线段AB上,但与A、B两点不重合),点N是DM与BC的交点,设OD=t;
(1)求点A和B的坐标;
(2)设△BMN的外接圆⊙G的半径为R,请你用t表示R及点G的坐标;
(3)当⊙G与⊙P相外切时,求直角梯形OAMD的面积.

网友回答

解:(1)连接AC.
∵OA为⊙P的直径,
∴∠ACO=90°.
又∵OA=2,∠AOC=60°,
∴OC=1,AC=,
∴点A的坐标为(,1).
又四边形OABC为平行四边形,
∴AB∥OC,AB=OC,
∴点B的坐标为(,2).

(2)∵DM⊥y轴,且AB∥OC,
∴DM⊥AB,
∴∠NMB=90°.
∴G是圆心G为BN的中点.
又∵∠B=∠AOC=60°,
∴BM=BN=R.
而点B的纵坐标为2,点M的纵坐标=点D的纵坐标=t,
∴BM=2-t,
∴R=2-t.
过点G作GH∥y轴,交x轴于点H,交DM于点F.
过点G作GK∥x轴,交AB于点K.
根据垂径定理,得到
FM=MN,KM=BM.
设点G的坐标为(x,y),
∵NM=(2-t),
∴x=DM-MN=-(2-t)=t,
y=OD+BM=t+(2-t)=1+t,
∴点G的坐标为(t,1+t).

(3)连接GP.过点P作PE∥x轴,交GH于点E.
由PE⊥GE,根据勾股定理,得
GP===.
当⊙G与⊙P外切时,PG=R+1,
∴=3-t,
解得t=,
经检验t=是原方程的根.
此时,OD=t=,AM=1-MB=,DM=AC=.
∴直角梯形OAMD的面积为:
S=?DM=×=.
解析分析:(1)利用直径对的圆周角的直角.连接AC,易知OC=1,又∠AOC=60°,易求A点坐标为(,1),再利用平行四边形的性质知AB=OC=1,即可求解;
(2)因为DM⊥y轴,且ABCD是平行四边形,所以⊙G的圆心G在BN的中点处.
然后作GH⊥x轴于H,交DM于F,GK⊥BM于K,则有FM=BM,而BM=2-t,所以MN=(2-t).
设G的坐标为(x,y),则有x=DM-MN,y=OD+BM,点G坐标可求.
(3)根据外切的性质,连接PG,则PG=3-t①;
再作PE⊥GH于E,根据勾股定理PG=,结合点的坐标,表示PG=②.
解①②组成的方程组,求出t值,再分别求出AM、DM值,即可求解.

点评:本题考查了点的坐标、平行四边形的性质、圆周角的性质、勾股定理、直角梯形、垂径定理等知识.
本题是代数几何综合型的试题.
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