如图,菱形OABC的顶点O在坐标原点,顶点B在x轴的正半轴上,OA边在直线上,AB边在直线上.(1)直接写出O、A、B、C的坐标;(2)在OB上有一动点P,以O为圆心

发布时间:2020-08-07 03:25:51

如图,菱形OABC的顶点O在坐标原点,顶点B在x轴的正半轴上,OA边在直线上,AB边在直线上.
(1)直接写出O、A、B、C的坐标;
(2)在OB上有一动点P,以O为圆心,OP为半径画弧MN,分别交边OA、OC于M、N(M、N可以与A、C重合),作⊙Q与边AB、BC,弧MN都相切,⊙Q分别与边AB、BC相切于点D、E,设⊙Q的半径为r,OP的长为y,求y与r之间的函数关系式,并写出自变量r的取值范围;
(3)以O为圆心、OA为半径做扇形OAC,请问在菱形OABC中,除去扇形OAC后剩余部分内,是否可以截下一个圆,使得它与扇形OAC刚好围成一个圆锥.若可以,求出这个圆的面积,若不可以,说明理由.

网友回答

解:(1)O(0,0),,,C(,-1);

(2)连接QD、QE,则QD⊥AB,QE⊥BC.
∵QD=QE,
∴点Q在∠ABC的平分线上.
又∵OABC是菱形,
∴点Q在OB上.
∴⊙Q与弧MN相切于点P.
在Rt△QDB中,∠QBD=30°,
∴QB=2QD=2r.
∴,
∴.
∵y>0,
∴2-3r>0,
∴r<,
∵A(,1)
∴AO=2,
∴2-3r≤2,
解得:≤r,
故.

(3)可以.
理由:弧AC的长为.
设截下的⊙Q符合条件,其半径为R,则.
∴.
由(2)知,此时OA=y=2,则⊙Q的半径R=>,
∴能截下一个圆,使得它与扇形OAC刚好围成一个圆锥,
此圆的面积为.
解析分析:(1)因为菱形OABC的顶点O在坐标原点,顶点B在x轴的正半轴上,OA边在直线上,AB边在直线上,所以O(0,0),A是两直线的交点.将两直线的解析式联立,得到方程组,解之即可得到A的坐标,利用菱形的对称性即可得到B,C点的坐标.
(2)因为⊙Q分别与边AB、BC相切于点D、E,所以可连接QD、QE,则QD⊥AB,QE⊥BC且QD=QE,从而判断点Q在∠ABC的平分线上.利用菱形的对角线平分一组内对角可知点Q在OB上,又因⊙Q与弧MN相切于点P,而在Rt△QDB中,∠QBD=30°,所以QB=2QD=2r,即,整理即可得到所要求的解析式.
(3)因为以O为圆心、OA为半径做扇形OAC,则弧AC的长为,设截下的⊙Q符合条件,其半径为R,则,所以,由(2)知,此时OA=y=2,则⊙Q的半径大于R,能截下一个圆,使得它与扇形OAC刚好围成一个圆锥,从而求此圆的面积.

点评:本题需仔细分析题意,结合图形,利用菱形的性质、切线的性质即可解决问题.
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