問題詳情:
如圖,半徑為4的中,弦AB的長度為,點C是劣弧上的一個動點,點D是弦AC的中點,點E是弦BC的中點,連接DE,OD,OE.
(1)求的度數;
(2)當點C沿着劣弧從點A開始,逆時針運動到點B時,求的外心P所經過的路徑的長度;
(3)分別記的面積為,當時,求弦AC的長度.
【回答】
(1);(2);(3)或.
【解析】
(1)過O作OH⊥AB於H,由垂徑定理可知AH的長,然後通過三角函數即可得到,從而可得到的度數;
(2)連接OC,取OC的中點G,連接DG、EG,可得到O、D、C、E四點共圓,G為△ODE的外心,然後用弧長公式即可算出外心P所經過的路徑的長度;
(3)作CN∥AB交圓O於N,作CF⊥AB交AB於F,交DE於P,作OM⊥CN交CN於M,交DE於Q,交AB於H,連接OC,分別表示出,的面積為,,由可算出,然後可利用勾股定理求出結果.
【詳解】
解:(1)如圖,過O作OH⊥AB於H,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2)如圖,連接OC,取OC的中點G,連接DG、EG,
∵D是弦AC的中點,點E是弦BC的中點,,
∴OD⊥AC,OE⊥BC,即∠ODC=∠OEC=90°,
∴,
∴O、D、C、E四點共圓,G為△ODE的外心,
∴G在以O為圓心,2為半徑的圓上運動,
∵,
∴運動路徑長為;
(3)當點C靠近A點時,如圖,作CN∥AB交圓O於N,作CF⊥AB交AB於F,交DE於P,作OM⊥CN交CN於M,交DE於Q,交AB於H,連接OC,
∵D是弦AC的中點,點E是弦BC的中點,
∴,
∵,,
∴OH=2,
設,,由題可知,,
∴,,
∴
∵,
∴,即,
解得,
∴,即,
由於,∴,
又∵,
∴,
同理當點C靠近B點時,可知,
綜上所述,或.
【點睛】
本題是圓的綜合問題,題目相對較難,屬於中考壓軸題類型,理解題意並能準確畫出輔助線是解題的關鍵.
知識點:弧長和扇形面積
題型:綜合題