如图1,等腰直角三角形ABC的腰长是2,∠ABC=90度.以AB为直径作半圆O,M是BC上一动点(不运动至B、C两点),过点M引半圆为O的切线,切点是P,过点A作AB的垂线AN,交切线MP于点N,AC与ON、MN分别交于点E、F.
(1)证明:△MON是直角三角形;
(2)当BM=时,求的值(结果不取近似值);
(3)当BM=时(图2),判断△AEO与△CMF是否相似?如果相似,请证明;如果不相似,请说明理由.
网友回答
(1)证明:连接OP;
∵MB和MP是圆的切线,∴MP=MB;
又∵OP=OB,OM=OM,
∴Rt△MOP≌Rt△MOB;
∴∠POM=∠BOM,同理∠AON=∠PON;
∵∠POM+∠BOM+∠AON+∠PON=180°,
∴2(∠NOP+∠POM)=180°即∠NOP+∠POM=90°;
∴△NOM是直角三角形.
(2)解:∵△ABC是等腰直角三角形,AB=BC=2,
∴AO=OB=1,CM=BC-BM=2-;
∵∠MOB+∠AON=∠AON+∠ANO=90°
∴∠BOM=∠ANO;
∴Rt△OBM∽Rt△NAO,
∴OB:AN=BM:AO,得AN=;
∵AN⊥AB,CB⊥AB,
∴AN∥BC;
∴CF:AF=CM:AN=(2-):=2-3;
(3)解:∵BM=,OB=1,
∴tan∠MOB=MB:OB=,即∠MOB=30°;
∴∠FMC=∠OMB=60°;
∴∠CMF=180°-2∠OMB=60°,∠EOA=180°-∠NOM-∠MOB=60°;
又∵∠C=∠OAE=45°
∴△AEO∽△CMF.
解析分析:(1)连接OP,通过证Rt△MOP≌Rt△MOB和Rt△NOP≌Rt△NOA,说明∠MOP=∠MOB和∠NOP=∠NOA,从而推出∠MON=90°;
(2)由(1)的结论,易证得△BOM∽△ANO,得AN:OB=OA:BM,由此可求得AN的长;由于NA、BM同垂直于AB,即AN∥BC,根据平行线分线段成比例定理,即可求得CF:AF的值.
(3)当BM=时,Rt△OBM中,易求得∠OMB=60°;根据切线长定理知:∠OMP=60°;因此∠CMF=60°;由(2)的相似三角形知∠AOE=∠OMB=60°;由此可证得∠AOE=∠CMF;又知△ABC为等腰直角三角形,即∠C=∠BAC=45°,由此可证得△AEO与△CMF.
点评:本题主要考查了切线的性质、全等三角形和相似三角形的判定和性质、直角三角形的性质以及锐角三角函数的概念,涉及的知识点较多,难度较大.