問題詳情:
在△ABC中,∠A=90°,AB=4,AC=3,M是AB上的動點(不與A,B重合),過M點作MN∥BC交AC於點N.以MN為直徑作⊙O,並在⊙O內作內接矩形AMPN.令AM=x.
(1)(3分)用含x的代數式表示△MNP的面積S;
(2)(3分)當x為何值時,⊙O與直線BC相切?
(3)(3分)在動點M的運動過程中,記△MNP與梯形BCNM重合的面積為y,試求y關於x的函數表達式,並求x為何值時,y的值最大,最大值是多少?
【回答】
解:
(1)∵MN∥BC, ∴∠AMN=∠B,∠ANM=∠C, ∴△AMN∽△ABC, ∴,即, ∴AN=x, ∴(0<x<4)。 | |
(2)如圖2,設直線BC與⊙O相切於點D,連結AO、OD, 則AO=OD=MN, 在Rt△ABC中,, 由(1)知△AMN∽△ABC, ∴,即, ∴, ∴, 過M點作MQ⊥BC 於Q,則, 在Rt△BMQ與Rt△BCA中,∠B是公共角, ∴△BMQ∽△BCA, ∴, ∴,, ∴x=, ∴當x=時,⊙O與直線BC相切。 | |
(3)隨點M的運動,當P點落在直線BC上時,如圖3,連結AP, 則O點為AP的中點, ∵MN∥BC, ∴∠AMN=∠B,∠AOM=∠APC, ∴△AMO∽△ABP, ∴,AM=MB=2, 故以下分兩種情況討論: ①當0<x≤2時,; ∴當x=2時,; ②當2<x<4時,如圖4,設PM,PN分別交BC於E,F, ∵四邊形AMPN是矩形, ∴PN∥AM,PN=AM=x, 又∵MN∥BC, ∴四邊形MBFN是平行四邊形, ∴FN=BM=4-x, ∴PF=x-(4-x)=2x-4, 又△PEF∽△ACB, ∴, ∴, , 當2<x<4時,, ∴當時,滿足2<x<4,, 綜上所述,當時,y值最大,最大值是2。 |
知識點:點和圓、直線和圓的位置關係
題型:解答題