各位朋友,大家好!“數學視窗”繼續與大家分享與圓有關的綜合解答題,這道題目有3個小問,第1小題是證明題,難度并不大,屬于學生應該掌握的常規題,第2小題是求點的運動路徑的長,第3小題雖然難度不是很大,但是要正确判斷出何時面積最大,考慮問題要全面。
當然,隻有學生熟練掌握了相關知識點,才能順利做出此題。這道題考查了全等三角形的判定和性質,切線的判定和性質,弧長的計算等。下面,我們就一起來看這道例題吧!
例題:(初中數學綜合題)如圖,在Rt△OAB中,∠AOB=90°,OA=OB=4,以點O為圓心、2為半徑畫圓,過點A作⊙O的切線,切點為P,連接OP.将OP繞點O按逆時針方向旋轉到OH時,連接AH,BH.設旋轉角為α(0°<α<360°).
(1)當α=90°時,求證:BH是⊙O的切線;
(2)當BH與⊙O相切時,求旋轉角α和點H運動路徑的長;
(3)當△AHB面積最大時,請直接寫出此時點H到AB的距離.
分析:大家想要正确解答一道數學題,必須先将思路大緻弄清楚。下面就簡單分析一下此題的思路:
(1)根據已知條件易證△AOP≌△BOH,得到∠OPA=∠OHB,進一步可以得出∠OPA=90°,進而即可證明BH是⊙O的切線;
(2)過點B可以作兩條⊙O的切線BC,BD,然後分情況讨論,當點H與點C或點D重合時,即可分别計算得出答案;
(3)當H運動到與AB的距離最大時,△AHB面積就最大,根據此信息進而可以求得結果.
解答:(以下的過程僅供參考,部分過程進行了精簡,并且可能還有其他不同的解題方法)
(1)證明:∵α=90°,∠AOB=90°,
∴∠POH-∠AOH=∠AOB-∠AOH,
即∠AOP=∠BOH,
在△AOP和△BOH中,
OA=OB,
∠AOP=∠BOH,
OP=OH,
∴△AOP≌△BOH(SAS),
∴∠OPA=∠OHB,
∵AP是⊙O的切線,
∴∠OPA=90°,(切線的性質)
∴∠OHB=90°,即OH⊥BH,
∴BH是⊙O的切線;(切線的判定)
(2)如圖,過點B作⊙O的切線BC,BD,切點分别為C,D,
連接OC,OD,則有OC⊥BC,OD⊥BD,
∵OC=2,OB=4,
∴cos∠BOC=OC/OB
=2/4=1/2,(利用三角函數求出角度)
∴∠BOC=60°,
同理∠BOD=60°,
由(1)知:點H與點C重合,
當點H與點C重合時,α=90°,
∴弧PH的長為(直接運用弧長公式即可)
90π×2/180=π;
當點H與點D重合時,
α=∠POC ∠BOC ∠BOD=90° 2×60°=210°,
∴弧PH的長為
210π×2/180=7π/3,
∴當BH與⊙O相切時,旋轉角α=90°或210°,
點H運動路徑的長為π或7π/3;
(3)S△AHB=1/2?AB?h,
h表示AB邊上的高,即點H到直線AB的距離,
作ON⊥AB于點N,
由題意可知,在Rt△ONB中,∠OBN=45°,OB=4,
∴ON=OBcos45°=4cos45°=2√2,
∵點H在圓O上運動,
∴h最大=ON OH=2√2 2,
∴當△AHB面積最大時,點H到AB的距離為2√2 2.
(完畢)
這道題具有一定的綜合性,熟練掌握切線的判定和性質是解題的關鍵。溫馨提示:朋友們如果有不明白之處或者有更好的解題方法,歡迎大家給“數學視窗”留言或者參與讨論。
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