如图,在半径为6,圆心角为90°的扇形OAB的上,有一个动点P,PH⊥OA,垂足为H,△OPH的重心为G.
(1)设PH=x,S△PGH=y,求y关于x的函数解析式;
(2)△PGH的面积是否有最大值?如果有,求出最大面积,并求出此时PH的长度;如果没有,请说明理由;
(3)如果△PGH为等腰三角形,试求出线段PH的长.
网友回答
解:(1)延长PG交OH于点D,
∵PG:GD=2:1,
∴S△PGH=S△POH=S△POH
由勾股定理得OH==
∴y=×PH?OH=x(0<x<6);
(2)∵y2=x2(36-x2)(0<x<6),
令t=x2,则y2=t(36-t)=-t2+t(0<t<36),是关于t的二次函数,
当t=18时,y2取最小值为9,
此时y=3,x=3,即当PH=时,△PGH有大面积3;
(3)延长HG交OP于点E,则HE=OP=3,
∴HG=HE=2,
又∵DH=OH=,
∴DP===,
∴PH=DP=(0<x<6),△PGH为等腰三角形,有三种可能情况:
1、GP=PH,即=x解得x=;
2、GP=GH,即=2解得x=0,不合;
3、PH=GH,即x=2
综上,若PH为2或时,△PGH为等腰三角形.
解析分析:(1)本题的关键是要掌握三角形重心的概念,三角形重心是三角形三条中线的交点,且重心到顶点的距离与重心到对边中点的距离之比为2:1;结合等高三角形的面积比等于底边的比,可得出S△PGH=S△POH=S△POH,因此只需求出三角形POH的面积即可.
(2)根据(1)得出的函数的性质可求得S的最大值.
(3)本题要分三种情况:
①PG=GH,此时PD=HE,三角形PDO和OEH全等,OP=OH,此时P、H、A重合,因此PH=0,显然不合题意.
②PG=PH,PG=PH=x,PD=x,可在直角三角形PHD中,用勾股定理求出x的值.
③PH=GH,由于HE是直角三角形斜边上的中线,因此HE=OP=3,因此HG=PH=2.
点评:本题主要考查了三角形、圆和二次函数的相关知识,(1)题弄清三角形重心的定义和性质是解题的关键,(3)在不确定等腰三角形的腰和底的情况下要分类求解.