如图,以⊙O两条互相垂直的直径所在直线为轴建立平面直角坐标系,两坐标轴交⊙O于A,B,C,D四点,点P在弧CD上,连PA交y轴于点E,连CP并延长交y轴于点F.
(1)求∠FPE的度数;
(2)求证:OB2=OE?OF;
(3)若⊙O的半径为,以线段OE,OF的长为根的一元二次方程为x2-x+m=0,求直线CF的解析式;
(4)在(3)的条件下,过点P作⊙O的切线PM与x轴交于点M,求△PCM的面积.
网友回答
解:(1)根据圆周角定理:∠APC=90°,∴∠FPE=90°.
(2)∵∠OAE=∠PFE=90°-∠OEA=90°-∠PEF,
∴∠OAE=∠EFP.
∵∠AOE=∠FOC=90°,
∴△AOE∽△FOC.
∴.
∵OA=OB=OC,
∴OB2=OE?OF.
(3)由题意知:OE?OF=m=OB2=3,
∴m=3.
∴x2-x+3=0,解得x=,x=2.
∵OF>OE,
∴OE=,OF=2,即E(0,-),F(0,-2);
设直线CF的解析式为y=kx+b,易知:C(-,0),则有:
,解得.
∴直线CF的解析式为y=-2x-2.
(4)过P作PN⊥x轴于N.
在直角三角形OAE中,OA=,OE=,因此AE=.
在直角三角形ACP中,AP=AC?cos∠OAE=AC?=2?=.
在直角三角形APN中,PN=AP?sin∠OAE=AP?=?=;
AN=AP?cos∠OAE=?=,
∴ON=AN-OA=.
在直角三角形MPO中,根据射影定理可得:
PN2=ON?MN,∴MN=,
∴MC=MN+PN-OC=.
∴S△PCM=?MC?PN=××=.
解析分析:(1)根据圆周角定理可知∠APC=90°,很显然∠FPE=90°.
(2)很显然本题要证的是△OCF和△OEA相似,这两个三角形中已知的条件有一组直角,而∠OAE和∠OCF是一组对顶角的余角因此也相等,得出这两个三角形相似后可知:OA?OC=OE?OF,而OA=OB=OC,由此可得证.
(3)根据韦达定理可知OE?OF=m,根据(2)的结论可知:OE?OF=3,因此m=3,据此可求出OE,OF的长,即可得出F的坐标.
根据C、F两点的坐标可用待定系数法求出直线CF的解析式.
(4)根据(2)可得出E点的坐标,也就能求出直线AE的解析式,联立直线CF的解析式即可得出P点坐标.
连接OP,则OP⊥PM,可先求出直线OP的解析式,然后根据OP⊥PM得出直线PM的解析式即可求出M点的坐标.
已知了M点的坐标就能求出MC的长,然后根据P点纵坐标即可求出△MCP的面积.
(另一种解法:先在直角三角形APC中,用AC的长和∠CAP的余弦值求出AP的长,同理求出PN,AN的长,即可得出ON的长.然后在直角三角形OPM中根据射影定理求出MN的长,即可求出MC的长,已知了MC和PN的长即可求出三角形PMC的面积.)
点评:本题为一次函数综合题,主要考查了圆的相关知识和图形面积的求法,难度适中.