如图,在平面直角坐标系中,已知直角梯形OABC,BC∥OA,A(20,0),C(0,4),∠BOC=30°,点P在线段AO上运动,以点P为圆心作⊙P,使⊙P始终与AB边相切,切点为Q,设⊙P的半径为x,五边形OPQBC的面积为S.
(1)求点B坐标;
(2)求S关于x的函数关系式;
(3)求出(2)中x的取值范围;
(4)当x为何值时,⊙P与AB、OB都相切.(要求直接写出结果)
网友回答
解:(1)∵BC∥OA,C(0,4),∠BOC=30°,
∴OC=BC,
∴BC=×4=4,
∴B点坐标为(4,4);
(2)过B作BE⊥OA于E,如图,
∵⊙P与AB边相切,
∴PQ⊥AB,
∴Rt△APQ∽Rt△ABE,
∴AQ:AE=PQ:BE,即AQ:16=x:4,
∴AQ=x,
∴S=(4+20)?4-?x?x
=-x2+48;
(3)AB===4,
过B作BF⊥AB交OA于F,如图,
∴Rt△ABE∽Rt△AFB,
∴BF:BE=AB:AE,即BF:4=4:16,
∴BF=.
∴x的取值范围为0<x≤;
(4)OB=2BC=8,
∵⊙P与AB、OB都相切,
∴点P到BO和BA的距离都等于x,
而S△PBO+S△PBA=S△ABO,
∴?x?8+?x?4=?4?20,
∴x=.
解析分析:(1)在Rt△BCO中,利用含30°的直角三角形三边的关系得BC=×4=4,即可得到B点坐标;
(2)过B作BE⊥OA于E,根据切线的性质得到PQ⊥AB,易证Rt△APQ∽Rt△ABE,利用相似比可表示出AQ=x,再根据S=梯形ABCO的面积-三角形APQ的面积即可得到
S关于x的函数关系式;
(3)过B作BF⊥AB交OA于F,求出x的最大值即BF的长,易得∴Rt△ABE∽Rt△AFB,利用相似比可求出BF,即可得到x的取值范围;
(4)根据切线的性质得到点P到BO和BA的距离都等于x,再利用S△PBO+S△PBA=S△ABO可关于x的方程,解方程即可.
点评:本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于过切点的半径.也考查了直角梯形的性质、含30°的直角三角形三边的关系、三角形的面积公式以及三角形相似的判定与性质.