13. A,C为半径是3的圆周上两点,B为$\widehat{AC}$的中点,以线段BA,BC为邻边作菱形ABCD,顶点D恰在该圆直径的三等分点上,则该菱形的边长为(
A.$\sqrt{5}或2\sqrt{2}$
B.$\sqrt{5}或2\sqrt{3}$
C.$\sqrt{6}或2\sqrt{2}$
D.$\sqrt{6}或2\sqrt{3}$
D
)A.$\sqrt{5}或2\sqrt{2}$
B.$\sqrt{5}或2\sqrt{3}$
C.$\sqrt{6}或2\sqrt{2}$
D.$\sqrt{6}或2\sqrt{3}$
答案
D
解析
设圆心为O,半径为3,圆方程x²+y²=9。B为弧AC中点,由垂径定理知OB垂直平分AC。设OB为y轴,B(0,3),AC中点M(0,m),A(-a,m),C(a,m),则a²+m²=9。菱形ABCD中,AC与BD互相平分,BD中点为M,设D(0,d),则(3+d)/2=m,得d=2m-3。D为直径三等分点,直径长6,三等分点为(0,±1),故d=1或d=-1。
当d=1时,2m-3=1,m=2。AB²=a²+(m-3)²=(9-m²)+(m-3)²=18-6m=18-12=6,AB=√6。
当d=-1时,2m-3=-1,m=1。AB²=18-6×1=12,AB=2√3。
当d=1时,2m-3=1,m=2。AB²=a²+(m-3)²=(9-m²)+(m-3)²=18-6m=18-12=6,AB=√6。
当d=-1时,2m-3=-1,m=1。AB²=18-6×1=12,AB=2√3。
14. 如图,⊙O的两条弦AB//CD(AB不是直径),E为AB的中点,连结EC,ED.
(1)直线EO与AB垂直吗?请说明理由.
(2)求证:EC= ED.

(1)直线EO与AB垂直吗?请说明理由.
(2)求证:EC= ED.
答案
(1)垂直。理由:因为E为AB的中点,AB不是直径,根据垂径定理的推论,圆心O与弦AB中点E的连线垂直于弦AB,所以直线EO与AB垂直。
(2)证明:过点O作OF⊥CD于点F,连接OC,OD。
因为AB//CD,EO⊥AB,所以EO⊥CD,即直线EO经过点F。
由垂径定理得CF=DF。
在△ECF和△EDF中,
$\left\{\begin{array}{l} CF=DF \\ ∠CFE=∠DFE=90° \\ EF=EF\end{array}\right.$
所以△ECF≌△EDF(SAS),故EC=ED。
(2)证明:过点O作OF⊥CD于点F,连接OC,OD。
因为AB//CD,EO⊥AB,所以EO⊥CD,即直线EO经过点F。
由垂径定理得CF=DF。
在△ECF和△EDF中,
$\left\{\begin{array}{l} CF=DF \\ ∠CFE=∠DFE=90° \\ EF=EF\end{array}\right.$
所以△ECF≌△EDF(SAS),故EC=ED。
15. 某地有一座圆弧形拱桥,桥下水面宽度为7.2 m,拱顶高出水面2.4 m.现有一艘宽3 m,船舱顶部为长方形并高出水面2 m的货船要经过这里,此货船能否顺利通过这座拱桥?
答案
解:设圆弧拱桥所在圆的圆心为O,以水面为x轴,拱顶为点(0,2.4),水面弦端点为(±3.6,0)。设圆心O(0,b),半径为r。
由垂径定理及勾股定理得:
$\begin{cases}3.6^2 + b^2 = r^2 \\(2.4 - b)^2 = r^2\end{cases}$
联立解得:$3.6^2 + b^2 = (2.4 - b)^2$,展开得$12.96 + b^2 = 5.76 - 4.8b + b^2$,化简得$4.8b = -7.2$,$b = -1.5$。则$r = 2.4 - (-1.5) = 3.9$。
货船宽3米,两侧对应$x = ±1.5$。设此处拱桥高度为$y$,则:
$1.5^2 + (y + 1.5)^2 = 3.9^2$
解得$(y + 1.5)^2 = 15.21 - 2.25 = 12.96$,$y + 1.5 = 3.6$(取正值),$y = 2.1$。
因为$2.1 > 2$,故此货船能顺利通过这座拱桥。
结论:能顺利通过。
由垂径定理及勾股定理得:
$\begin{cases}3.6^2 + b^2 = r^2 \\(2.4 - b)^2 = r^2\end{cases}$
联立解得:$3.6^2 + b^2 = (2.4 - b)^2$,展开得$12.96 + b^2 = 5.76 - 4.8b + b^2$,化简得$4.8b = -7.2$,$b = -1.5$。则$r = 2.4 - (-1.5) = 3.9$。
货船宽3米,两侧对应$x = ±1.5$。设此处拱桥高度为$y$,则:
$1.5^2 + (y + 1.5)^2 = 3.9^2$
解得$(y + 1.5)^2 = 15.21 - 2.25 = 12.96$,$y + 1.5 = 3.6$(取正值),$y = 2.1$。
因为$2.1 > 2$,故此货船能顺利通过这座拱桥。
结论:能顺利通过。
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