几何动点问题---圆(含解析)

1.如图，在△ABC中，∠B=45°，∠ACB=60°，AB32

=，点D为BA延长线上的一点，且∠D=∠ACB，⊙O为△ADC的外接圆.

（1）求BC的长；(特殊三角形)

（2）求⊙O的半径.（垂径定理+圆周角+圆心角）

【解析】

∴BC33

=+.

（2）由（1）得，在Rt△ACE中，∵∠EAC=30°，EC=3，∴AC=23.

∵∠D=∠ACB，∠B=∠B，∴△BAC∽△BCD. ∴AB AC

CB CD

=，即

3223

CD

33

=

+

.

∴DM=4.

∴⊙O的半径为2.

【考点】：1. 锐角三角函数定义；2.特殊角的三角函数值；3.相似三角形的判定和性质；4.圆周角定理；5.圆内接四边形的性质；6.含30度角直角三角形的性质；7.勾股定理.

2.如图7，梯形中，

，

，,，

，点为线段

上一动点（不与点

重合），

关于的轴对称图形为

，连接，设

，

的面积为

，

的面积为．

（1）当点落在梯形

的中位线上时，求

的值；(全等)

（2）试用表示

，并写出

的取值范围；（相似）

（3）当的外接圆与

相切时，求

的值．（垂径定理+中线+等面积+相似）

【答案】解：（1）如图1，为梯形

的中位线，则

，过点

作于点

，则有：

在中，有

在中，

又

解得：

（2）如图2，交

于点

，

与

关于对称，

则有：，

又

又与

关于

对称，

（3）如图3，当

的外接圆与

相切时，则为切点.

的圆心落在的中点，设为

则有，过点

作

，

连接，得

则又

解得：（舍去）

①②③

3.已知在平面直角坐标系xOy中，O是坐标原点，以P（1，1）为圆心的⊙P与x轴，y轴分别相切于点M和点N，点F从点M出发，沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动，连接PF，过点PE⊥PF交y轴于点E，设点F运动的时间是t秒（t＞0）

（1）若点E在y轴的负半轴上（如图所示），求证：PE=PF；（全等）

（2）在点F运动过程中，设OE=a，OF=b，试用含a的代数式表示b；（全等+分类讨论）（3）作点F关于点M的对称点F′，经过M、E和F′三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q，连接QE．在点F运动过程中，是否存在某一时刻，使得以点Q、O、E为顶点的三角形与以点P、M、F为顶点的三角形相似？若存在，请直接写出t的值；若不

存在，请说明理由．（讨论对称轴+全等+相似）

【分析】：（1）连接PM，PN，运用△PMF≌△PNE证明，

（2）分两种情况①当t＞1时，点E在y轴的负半轴上，0＜t≤1时，点

E在y轴的正半轴或原点上，再根据（1）求解，

（3）分两种情况，当1＜t＜2时，当t＞2时，三角形相似时还各有两

种情况，根据比例式求出时间t．

【解答】：

证明：（1）如图，连接PM，PN，

∵⊙P与x轴，y轴分别相切于点M和点N，

∴PM⊥MF，PN⊥ON且PM=PN，

∴∠PMF=∠PNE=90°且∠NPM=90°，∵PE⊥PF，

∠NPE=∠MPF=90°﹣∠MPE，

在△PMF和△PNE中，，∴△PMF≌△PNE（ASA），∴PE=PF，

（2）解：①当t＞1时，点E在y轴的负半轴上，如图，

由（1）得△PMF≌△PNE，∴NE=MF=t，PM=PN=1，

∴b=OF=OM+MF=1+t，a=NE﹣ON=t﹣1，

∴b﹣a=1+t﹣（t﹣1）=2，∴b=2+a，

②0＜t≤1时，如图2，点E在y轴的正半轴或原点上，

同理可证△PMF≌△PNE，

∴b=OF=OM+MF=1+t，a=ON﹣NE=1﹣t，

∴b+a=1+t+1﹣t=2，

∴b=2﹣a，

（3）如图3，（Ⅰ）当1＜t＜2时，

∵F（1+t，0），F和F′关于点M对称，

∴F′（1﹣t，0）

∵经过M、E和F′三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q，

∴Q（1﹣t，0）∴OQ=1﹣t，

由（1）得△PMF≌△PNE [来源:学,科,网]

∴NE=MF=t，∴OE=t﹣1

当△OEQ∽△MPF∴=∴=，

解得，t=，当△OEQ∽△MFP时，∴=，

=，解得，t=，

（Ⅱ）如图4，当t＞2时，

∵F（1+t，0），F和F′关于点M对称，

∴F′（1﹣t，0）

∵经过M、E和F′三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q，

∴Q（1﹣t，0）∴OQ=t﹣1，

由（1）得△PMF≌△PNE∴NE=MF=t，∴OE=t﹣1

当△OEQ∽△MPF∴=∴=，无解，

当△OEQ∽△MFP时，∴=，=，解得，t=2±，

所以当t=，t=，t=2±时，使得以点Q、O、E为顶点的三角形与以点P、M、F 为顶点的三角形相似．

【点评】：本题主要考查了圆的综合题，解题的关键是把圆的知识与全等三角形与相似三角形相结合找出线段关系．

3.木匠黄师傅用长AB=3，宽BC=2的矩形木板做一个尽可能大的圆形桌面，他设计了四种方案：

方案一：直接锯一个半径最大的圆；

方案二：圆心O1、O2分别在CD、AB上，半径分别是O1C、O2A，锯两个外切的半圆拼成一个圆；（圆心距+勾股）

方案三：沿对角线AC将矩形锯成两个三角形，适当平移三角形并锯一个最大的圆；（相似+设半径）

方案四：锯一块小矩形BCEF拼到矩形AFED下面，利用拼成的木板锯一个尽可能大的圆．（1）写出方案一中圆的半径；

（2）通过计算说明方案二和方案三中，哪个圆的半径较大？

（3）在方案四中，设CE=x（0＜x＜1），圆的半径为y．（分类讨论）

①求y关于x的函数解析式；

②当x取何值时圆的半径最大，最大半径为多少？并说明四种方案中哪一个圆形桌面的半径最大．