問題詳情:
如圖,在矩形 ABCD 中,CE⊥BD,AB=4,BC=3,P 為 BD 上一個動點,以 P 為圓心,PB 長半徑作⊙P,⊙P 交 CE、BD、BC 交於 F、G、H(任意兩點不重合),
(1)半徑 BP 的長度範圍為 ;
(2)連接 BF 並延長交 CD 於 K,若 tan ÐKFC = 3 ,求 BP;
(3)連接 GH,將劣弧 HG 沿着 HG 翻折交 BD 於點 M,試探究是否為定值,若是求出該值,若不是,請説明理由.
【回答】
(1);(2)BP=1;(3)
【分析】
(1)當點G和點E重合,當點G和點D重合兩種臨界狀態,分別求出BP的值,因為任意點都不重合,所以BP在兩者之間即可得出*;
(2)∠KFC和∠BFE是對頂角,得到,得出EF的值,再根據△BEF∽△FEG,求出EG的值,進而可求出BP的值;
(3)設圓的半徑,利用三角函數表示出PO,GO的值,看用面積法求出,在中由勾股定理得出MQ的值,進而可求出PM的值即可得出*.
【詳解】
(1)當G點與E點重合時,BG=BE,如圖所示:
∵四邊形ABCD是矩形,AB=4,BC=3,
∴BD=5,
∵CE⊥BD,
∴,
∴,
在△BEC中,由勾股定理得:
,
∴,
當點G和點D重合時,如圖所示:
∵△BCD是直角三角形,
∴BP=DP=CP,
∴,
∵任意兩點都不重合,
∴,
(2)連接FG,如圖所示:
∵∠KFC=∠BFE,tan ÐKFC = 3,
∴,
∴,
∴,
∵BG是圓的直徑,
∴∠BFG=90°,
∴∠GFE+∠BFE=90°,
∵CE⊥BD,
∴∠FEG=∠FEB=90°,
∴∠GFE+∠FGE=90°,
∴∠BFE=∠FGE
∴△BEF∽△FEG,
∴,
∴,
∴,
∴BG=EG+BE=2,
∴BP=1,
(3)為定值,
過作,連接,,交GH於點O,如下圖所示:
設,
則,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴
【點睛】
本題考查了動圓問題,矩形的*質,面積法的運用,三角函數,相似三角形的判定和*質等知識點,屬於圓和矩形的綜合題,難度中等偏上,利用數形結合思想和紮實的基礎是解決本題的關鍵.
知識點:點和圓、直線和圓的位置關係
題型:解答題