典例5 如图,线段AB为⊙O的直径,点C在AB的延长线上,AB = 4,BC = 2,P是⊙O上一动点,连接CP,以CP为斜边在PC的上方作直角三角形PCD,且使∠DCP = 60°,连接OD,求OD长的最大值。

答案
如图,作△COE,使得∠OEC = 90°,∠OCE = 60°,则易得CO = 2CE,OE = $2\sqrt{3}$. ∵∠OCE = ∠DCP = 60°,∴∠OCE - ∠ECP = ∠DCP - ∠ECP,即∠OCP = ∠ECD. ∵∠CDP = 90°,∠DCP = 60°,∴CP = 2CD. ∴$\frac{CO}{CE}=\frac{CP}{CD}=2$. ∴△COP∽△CED. ∴$\frac{OP}{ED}=\frac{CP}{CD}=2$,即ED = $\frac{1}{2}$OP = 1. ∵E是定点,DE是定长,∴点D在半径为1的⊙E上. ∵OD≤OE + DE = $2\sqrt{3}+1$,∴OD长的最大值为$2\sqrt{3}+1$.
典例6 如图,在Rt△ABC中,∠ACB = 90°,AC = 16,BC = 12,点P在以AB为直径的半圆上运动,由点B运动到点A,连接CP,M是CP的中点,求点M运动的路径长。

答案
如图,连接AP,BP. ∵∠ACB = 90°,AC = 16,BC = 12,∴AB = $\sqrt{AC^{2}+BC^{2}}$ = 20. ∵AB是半圆的直径,∴∠APB = 90°,即AP⊥BP. 分别取BC,AC的中点E,F,连接ME,MF,EF. ∵M,E分别为PC,BC的中点,∴易得ME//BP,ME = $\frac{1}{2}$BP. 同理,易得MF//AP,MF = $\frac{1}{2}$AP. ∴ME⊥MF,即∠EMF = 90°. ∴点M在以EF为直径的半圆上. 易得EF = $\frac{1}{2}$AB = 10. ∴点M运动的路径长为$\frac{1}{2}\times\pi\times10 = 5\pi$.
典例7 如图①,在平面直角坐标系中,直线y = -5x + 5与x轴、y轴分别交于A,C两点,抛物线y = x² + bx + c经过A,C两点,与x轴的另一交点为B。
(1) 求抛物线对应的函数表达式。
(2) 如图②,以点B为圆心,2为半径的⊙B与x轴交于E,F两点(点F在点E右侧)。若P是⊙B上一动点,连接PA,以PA为腰作等腰直角三角形PAD,使∠PAD = 90°(P,A,D三点为逆时针顺序),连接DF,求DF长的取值范围。

(1) 求抛物线对应的函数表达式。
(2) 如图②,以点B为圆心,2为半径的⊙B与x轴交于E,F两点(点F在点E右侧)。若P是⊙B上一动点,连接PA,以PA为腰作等腰直角三角形PAD,使∠PAD = 90°(P,A,D三点为逆时针顺序),连接DF,求DF长的取值范围。
答案
(1)在y = -5x + 5中,令x = 0,得y = 5;令y = 0,得x = 1. ∴点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,5). ∵A(1,0),C(0,5)在抛物线y = $x^{2}+bx + c$上,∴$\begin{cases}1 + b + c = 0\\c = 5\end{cases}$,解得$\begin{cases}b = -6\\c = 5\end{cases}$. ∴抛物线对应的函数表达式为y = $x^{2}-6x + 5$. (2)如图,将点B绕点A按顺时针方向旋转90°到点B',连接AB',PB,B'D,B'F. ∵∠B'AB = 90°. ∵∠PAD = 90°,∴∠B'AD + ∠BAD = 90°,∠PAB + ∠BAD = 90°. ∴∠B'AD = ∠BAP. ∵AB = AB',AP = AD,∴△ADB'≌△APB. ∴B'D = BP. ∵BP = 2,∴B'D = 2. ∴点D在以点B'为圆心,2为半径的圆上运动. 在y = $x^{2}-6x + 5$中,令y = 0,得$x_{1}=1$,$x_{2}=5$. ∴点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(5,0). ∴AB = AB' = 4. ∵BF = 2,∴AF = AB + BF = 4 + 2 = 6. ∴在Rt△B'AF中,B'F = $\sqrt{AB'^{2}+AF^{2}}$ = $\sqrt{4^{2}+6^{2}}$ = $2\sqrt{13}$. ∴DF长的最大值为B'F + B'D = $2\sqrt{13}+2$,最小值为B'F - B'D = $2\sqrt{13}-2$. ∴DF长的取值范围是$2\sqrt{13}-2\leq DF\leq2\sqrt{13}+2$.
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