如图,已知直线y=-kx+4k(k>0)与x轴y轴分别交于A、B两点,以OA为直径作半圆,圆心为C,过A作x轴的垂线AT,M是线段OB上一动点(与O点不重合),过M点作半圆的切线交直线AT于N,交AB于F,切点为P.连接CN、CM.
(1)若∠OCM=30°,求P的坐标;
(2)设OM=x,AN=y,求y与x的函数关系式;
(3)若OM=1,求当k为何值时,直线AB恰好平分梯形OMNA的面积.
网友回答
解:(1)过P点作PE⊥y轴,垂足为E,
∵直线ABy=-kx+4k,∴A(4,0),B(0,4k),
∴OA=4,OC=2,
在Rt△OMC中,∠OCM=30°∴OM=OC?tan30°=,
由切线长定理可知PM=OM=,
且∠PMC=∠OMC=90°-30°=60°,∴∠PME=60°,
在Rt△PME中,PE=PM?sin60°=1,EM=PM?cos60°=,
∴OE=OM+ME=+=,即P(1,);
(2)过M点作MD⊥AN,垂足为D,
∵MD=OA=4,MN=PM+PN=OM+AN=x+y,DN=AN-AD=AN-OM=y-x,
在Rt△MDN中,MD2+DN2=MN2,即42+(y-x)2=(x+y)2,
整理,得y=;
(3)∵OM=x=1,
∴AN=4,
则M(0,1),N(4,4),
设直线MN的解析式y=ax+b,则
,
解得,
∴直线AB:y=x+1,
联立,
解得x=,即为F点的横坐标,
∴S△AFN=×4×(4-)=,
依题意,得S△AFN=S梯形OMNA,即=××4×(1+4),
解得k=,
∴当k=时,直线AB恰好平分梯形OMNA的面积.
解析分析:(1)过P点作PE⊥y轴,垂足为E,由直线AB:y=-kx+4k求A、B两点坐标,得A(4,0),B(0,4k),即直径OA=4,则半径OC=2,在Rt△OMC中,由∠OCM=30°求OM,由切线长定理可知PM=OM,而∠PMC=∠OMC=90°-30°=60°,则∠PME=60°,解直角三角形求PE,EM即可;
(2)过M点作MD⊥AN,垂足为D,则MD=OA=4,MN=PM+PN=OM+AN,在Rt△MDN中,由勾股定理求y与x的函数关系式;
(3)由OM=1,利用(2)的函数关系式求AN,再求直线MN的解析式,将直线AB,直线MN的解析式联立求F点的坐标,表示△AFN的面积,由S△AFM=S梯形OMNA,列方程求k的值.
点评:本题考查了一次函数的综合运用.关键是明确一次函数点的坐标的求法和三角形、梯形面积的求法.