已知:如图,△ABC内接于⊙O,AB为⊙O的直径,,点D是上一个动点,连接AD、CD和BD,BD与AC相交于点E,过点C作PC⊥CD于C,PC与BD相交于点P,连接OP和AP.
(1)求证:AD=BP;
(2)如图1,若,求证:DC∥AP;
(3)如图2,设AD=x,四边形APCD的面积为y,求y与x之间的关系式.
网友回答
(1)证明:∵PC⊥CD,AB为⊙O的直径,
∴∠DCP=∠ACB=∠ADB=90°,
∵∠DCP=∠ACD+∠ACP,∠ACB=∠ACP+∠BCP,
∴∠ACD=∠BCP,
∵AC=BC,且∠ACB=90°,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠BAC=45°,
∴∠BDC=∠BAC=45°,
∴△DCP是等腰直角三角形
∴DC=PC,又∠ACD=∠BCP,AC=BC,
∴△ADC≌△BPC,
∴AD=BP;(3分)
(2)证明:∵∠ABD=∠ACD,
∴
∴,∴,
∴P是BD的中点,(5分)
∴AD=PB=PD,
∴△ADP是等腰直角三角形,
∴∠APD=45°,又∠BDC=45°,
∴∠APD=∠BDC,
∴DC∥AP;
(3)解:∵△ADC≌△BPC,∴S△ACD=S△BCP,
又∵S△ABP=S△ADP,△ADP为等腰直角三角形,AD=DP=x,
∴S△ADP=,
∵,△ABC为等腰直角三角形,
∴S△ABC=×5×5=25,
则y=S△ACP+S△ACD=S△ACP+S△BCP
=S△ABC-S△ABP
=S△ABC-S△ADP
=()
解析分析:(1)根据PC与CD垂直,由垂直定义得到∠PCD为直角,又AB为圆的直径,由直径所对的圆周角为直角得到∠ACB与∠ADB也为直角,根据同角的余角相等得到∠ACD与∠BCP相等,又AC=BC得到三角形ABC为等腰直角三角形,进而得到∠CAB=45°,根据同弧所对的圆周角相等得到∠CDP=45°,即三角形DCP为等腰直角三角形,所以CD=CP,利用”SAS“即可得到三角形ACD与三角形BCP全等,根据全等三角形的对应边相等得到AD=PB;
(2)根据同弧所对的圆周角相等得到∠ABD=∠ACD,则tan∠ACD=tan=∠ABD,在直角三角形ABD中,由正切函数定义得到AD等于BD的一半,由(1)得到AD=PB代入比例式得到P为BD中点,即AP为直角三角形ABD斜边上的中线,则AP=DP,所以三角形ADP为等腰直角三角形,所以∠APD=45°,又∠CDP=45°,得到一对内错角相等,从而得到两直线平行,得证;
(3)四边形APBC的面积可以分为三角形ACD和三角形APC的面积之和,而三角形ACD与三角形BCP全等,故四边形的面积可以等于三角形BCP和三角形APC的面积之和,即三角形ABC的面积减去三角形ABP的面积,而P为BD中点,根据等底同高得到三角形ABP的面积与三角形ADP的面积相等,从而得到四边形的面积等于三角形ABC的面积减去三角形ADP的面积,然后由这两个三角形都为等腰直角三角形且直角边分别为5和x,利用三角形的面积公式即可表示出y与x的函数关系式,同时求出自变量x的范围.
点评:此题考查了圆周角定理,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,以及面积的变换与求法.此题的综合性比较强,难度比较大,在解题时充分利用以上相关知识来考虑,在对全等三角形进行证明时,关键是找出对应相等的量,在圆中要关注圆周角,等弧,等弦这些相关量,要注意建立和加强知识间的纵向联系和横向联系,建立良好的知识结构体系,从而更好的提取知识,应用知识,发展数学思维.