22. (本小题满分12分)如图,$AB$是$\odot O$的直径,$D$是$\overset{\frown}{AC}$的中点,过点$D$作$DE⊥ BC$,垂足为$E$.
(1) 求证:$DE$是$\odot O$的切线;
(2) 若$∠ ABC=60^{\circ}$,$\odot O$的半径为$2$,求图中阴影部分的面积.

(1) 求证:$DE$是$\odot O$的切线;
(2) 若$∠ ABC=60^{\circ}$,$\odot O$的半径为$2$,求图中阴影部分的面积.
答案
(2)$\frac{2π}{3}-\sqrt{3}$
解析
(1) 证明:连接OD,
∵D是$\overset{\frown}{AC}$的中点,∴$\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{DC}$,∴∠AOD=∠COD,
∵OA=OC,∴OD⊥AC(等腰三角形三线合一),
∵AB是⊙O直径,∴∠ACB=90°(直径所对圆周角是直角),即AC⊥BC,
∴OD//BC(垂直于同一直线的两直线平行),
∵DE⊥BC,∴DE⊥OD,
∵OD是⊙O半径,∴DE是⊙O的切线。
(2) 解:∵⊙O半径为2,∴OB=OC=2,AB=4,
在Rt△ABC中,∠ABC=60°,∠ACB=90°,
∴BC=AB·cos60°=4×$\frac{1}{2}$=2,
∵OB=OC=BC=2,∴△OBC是等边三角形,∠BOC=60°,
扇形OBC面积=$\frac{60°}{360°}×π×2^2=\frac{2π}{3}$,
△OBC面积=$\frac{\sqrt{3}}{4}×2^2=\sqrt{3}$,
阴影部分面积=扇形OBC面积-△OBC面积=$\frac{2π}{3}-\sqrt{3}$。
∵D是$\overset{\frown}{AC}$的中点,∴$\overset{\frown}{AD}=\overset{\frown}{DC}$,∴∠AOD=∠COD,
∵OA=OC,∴OD⊥AC(等腰三角形三线合一),
∵AB是⊙O直径,∴∠ACB=90°(直径所对圆周角是直角),即AC⊥BC,
∴OD//BC(垂直于同一直线的两直线平行),
∵DE⊥BC,∴DE⊥OD,
∵OD是⊙O半径,∴DE是⊙O的切线。
(2) 解:∵⊙O半径为2,∴OB=OC=2,AB=4,
在Rt△ABC中,∠ABC=60°,∠ACB=90°,
∴BC=AB·cos60°=4×$\frac{1}{2}$=2,
∵OB=OC=BC=2,∴△OBC是等边三角形,∠BOC=60°,
扇形OBC面积=$\frac{60°}{360°}×π×2^2=\frac{2π}{3}$,
△OBC面积=$\frac{\sqrt{3}}{4}×2^2=\sqrt{3}$,
阴影部分面积=扇形OBC面积-△OBC面积=$\frac{2π}{3}-\sqrt{3}$。
登录