如图,在边长为2个单位长度的正方形ABCD中,点O、E分别是AD、AB的中点,点F是以点O为圆心,OE长为半径的圆弧与DC的交点,点P是上的动点,连接OP并延长交直线

发布时间:2020-08-06 07:45:35

如图,在边长为2个单位长度的正方形ABCD中,点O、E分别是AD、AB的中点,点F是以点O为圆心,OE长为半径的圆弧与DC的交点,点P是上的动点,连接OP并延长交直线BC于K.
(1)当P从E点沿运动到F时,K运动了多少单位长度?
(2)过点P作所在圆的切线,当该切线不与BC平行时,设它与射线AB、直线BC分别交于M、G,
①当K与B重合时,BG:BM=?
②在P运动过程中,是否存在BG:BM=3的情况?若存在,求出BK的值;若不存在说明理由.

网友回答

解:(1)连接OE、OF,并延长OE、OF分别交直线BC于N、Q,
当P从点E运动到点F时,点K从点N运动到了点Q;
∵O、E分别为AD、AB的中点,
∴OA=AE=BE=1,
又∵∠A=∠EBN=90°,∠AEO=∠NEB,
∴△OAE≌△NBE,得OA=BN=1,
同理可得CQ=1;
故NQ=NB+BC+CQ=1+2+1=4,即点K运动了4个单位长度.

(2)①当K、B重合时,
∵MG与弧EF所在的圆相切,且切点为P,
∴OB⊥MG,
∴∠BMP+∠OBA=∠BMP+∠BGM=90°,
∴∠OBA=∠BGM,
又∵∠MBG=∠OAB=90°,
∴△OAB∽△MBG,得:
,由于BA=2OA,则BG:BM=2.

②存在BG:BM=3的情况,理由如下:
假设存在符合条件的P点,使得BG:BM=3,过K作KH⊥OA于H,
则四边形ABKH为矩形,有KH=AB=2;
∵MG与弧EF相切于点P,
∴OK⊥MG,且垂足为P,
∴∠1+∠2=90°;
又∵∠G+∠2=90°,则∠1=∠G;
∵∠OHK=∠GBM=90°,
∴△OHK∽△MGB,
∴,
∴OH=,AH=BK=;
∴存在符合题意的K点,使得BG:BM=3;
同理可得:在线段BC、CD以及CB的延长线上,存在这样的点K′、M″、G′,
使得CK′=,CG′:CM″=3;
连接G′M″交AB于M′,则BG′:BM′=CG′:CM″=3;
此时BK′=BC-K′C=2-=,即BK的值为或.

解析分析:(1)当K是射线OE与直线BC的交点时,K运动到最左端,当K是射线OF与直线BC的交点时,K运动到最右端;所以可连接OE、OF,并延长其交直线BC于N、Q,可通过证△OAE≌△NBE,来求得BN的长,同理可求出CQ的长,那么K点运动的距离NQ的长即可求出.
(2)①当K、B重合时,若MG与⊙O相切于P点,那么MG⊥BO于P,则可证得△OAB∽△MBG,那么BM:BG=OA:OB,OA、OB的长易求得,由此可得出BM:BG的值.
②此题的解题思路同①,可过K作AD的垂线,设垂足为H,当M在线段AB上时,可通过证△MBG∽△OHK,得到BM:BG=OH:HK,HK的长即为正方形的边长2,若BM:BG=3,那么OH=,所以存在符合条件的K点,此时BK=OA-OH=;同理可求得在线段BC、CD以及CB的延长线上都存在符合条件的K、M、G点,解法同上.

点评:此题考查了正方形的性质、切线的性质、全等三角形及相似三角形的判定和性质等知识,能够通过相似三角形将所求比例线段和已知线段发生联系,是解答此题的关键.
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