Question

【題目】如圖，點(diǎn)在矩形的邊上，，，連接，線(xiàn)段繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，得到線(xiàn)段，以線(xiàn)段為直徑做．

（1）請(qǐng)說(shuō)明點(diǎn)一定在上的理由，

（2）①點(diǎn)在上，為的直徑，求證：點(diǎn)到的距離等于線(xiàn)段的長(zhǎng)．

②當(dāng)面積取得最大值時(shí)，求半徑的長(zhǎng)．

（3）當(dāng)與矩形的邊相切時(shí)，計(jì)算扇形的面積．

Answer 1

【答案】（1）證明見(jiàn)解析；（2）①證明見(jiàn)解析，②；（3）

【解析】

（1）由CE=CF且∠ECF=90°，O為EF中點(diǎn)，可知OC=OE=OF=，即E，F，C三點(diǎn)共圓；

（2）①作MN⊥AD交AD于點(diǎn)N，連MC，MF，AC，由為的直徑，且四邊形ABCD為矩形可證得∠DCE=∠MEN，由CM為直徑，可得，由（1）知∠FEC=45°，則可得∠MEO=45°，則易知∠EMO=45°，可得MC⊥EF，可證得四邊形ECFN為正方形，所以EC=EM，可證△MEN≌△ECD，即MN=ED，證得M到AD的距離等于ED的長(zhǎng)；

②設(shè)AE=x，則，，，即當(dāng)x=3時(shí)，△AME面積有最大值為，由可知，即，而，由，求得，即的半徑為；

（3）與矩形的邊相切時(shí)，點(diǎn)O與點(diǎn)D重合，CO=MO為直徑，且長(zhǎng)為4，則可求得．

解：（1）依題意可知，CE=CF且∠ECF=90°，O為EF中點(diǎn)，

∴OC=OE=OF=，

∴點(diǎn)E，F，C三點(diǎn)在上；

（2）①作MN⊥AD交AD于點(diǎn)N，連MC，MF，AC，

∵為的直徑，

∴∠DEC+∠DEM=90°，

∵四邊形ABCD為矩形，

∴∠DEC+∠DCE=90°

∴∠DCE=∠MEN，

∵CM為直徑，

∴，

由（1）知∠FEC=45°，

∴∠MEO=45°，

∵OM=OE，

∴∠EMO=45°，

∴MC⊥EF，

∴四邊形ECFN為正方形，

∴EC=EM，

在△MEN和△ECD中，

，

所以△MEN≌△ECD，

∴MN=ED，

∴M到AD的距離等于ED的長(zhǎng)；

②設(shè)AE=x，

∴，

∴，

∴，

∴，

∴當(dāng)x=3時(shí)，△AME面積有最大值為，

∵，

∴，

∴，

又∵，

∴，

又∵，

∴，

即的半徑為；

（3）與矩形的邊相切時(shí)，點(diǎn)O與點(diǎn)D重合CO，MO為直徑，長(zhǎng)為4，

∴．