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直角梯形ABCD中 AB∥CD ∠ABC=90° AB=AD=10 DC=4 动圆⊙O与AD边相切于点M 与AB

时间:2022-01-24 13:51:43

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直角梯形ABCD中 AB∥CD ∠ABC=90° AB=AD=10 DC=4 动圆⊙O与AD边相切于点M 与AB

问题补充:

直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=AD=10,DC=4,动圆⊙O与AD边相切于点M,与AB边相切于点N,过点D作⊙O的切线DP交边CB于点P.

(1)当⊙O与BC相切时(如图1),求CP的长;

(2)当⊙O与BC边没有公共点时,设⊙O的半径为r,求r的取值范围;

(3)若⊙O′是△CDP的内切圆(如图2),试问∠ODO′的大小是否改变?若认为不变,请求出∠ODO′的正切值;若认为改变,请说明理由.

答案:

解:(1)设⊙O与BC相切于点Q,与DP相切于点K,

∵⊙O与AD边相切于点M,与AB边相切于点N,

∴DM=DK,AM=AN,BN=BQ,PQ=PK,

∴DK+PK+AN+BN=DM+PQ+AM+BQ,即DP+AB=BP+AD.

∵AB=AD,

∴DP=BP.

过D作DH⊥AB于H,

∵ABCD为直角梯形,DC∥AB,∠ABC=90°,

∴DH=BC,AH=AB-DC=6,

∵AD=10,

∴BC=8.

设CP=x,则BP=8-x,

则在Rt△DCP中,DC2+CP2=DP2,即16+x2=(8-x)2

∴x=3,即CP=3.

(2)图1中,延长AD、BC交于G,则⊙O为△ABG的内切圆,

∵DH⊥AB,

∴AB:AG=cosA=AH:AD,

∴AG=,

∴BG=,

∵,

∴=.

⊙O为△ABD的内切圆,

在Rt△CBD中,DC=4,CB=8,

∴BD=,

∵,

∴=,

∴.

(3)∠ODO′的大小不变.

∵⊙O与AD、DP相切,

∴∠1=∠2,

同理∠3=∠4,

∴∠ODO′=∠2+∠3==,

∵在△ABD中,AB=AD,

∴∠ABD=∠ADB,

又∵AB∥CD,

∴∠ABD=∠BDC,

∴∠ADB=∠BDC,

∴∠BDC=,

∴tan∠ODO’=tan=tan∠BDC==2.

解析分析:(1)设⊙O与BC相切于点Q,与DP相切于点K,由题意得DM=DK,AM=AN,BN=BQ,PQ=PK,则DP+AB=BP+AD,过D作DH⊥AB于H,根据四边形ABCD为直角梯形,得DH=BC,AH=6,设CP=x,则BP=8-x,则在Rt△DCP中,由勾股定理求得x即可;

(2)延长AD、BC交于G,则⊙O为△ABG的内切圆,即可求得AG,BG,再由三角形的面积公式求出圆的半径,即可得出半径的取值范围;

(3)由题意得出∠ODO′=,再因为AB∥CD,则∠ABD=∠BDC,∠ADB=∠BDC,∠BDC=,从而求得tan∠ODO′的值.

点评:本题是一道综合性很强的题目,考查了三角形的内切圆和内心、勾股定理、切线长定理、解直角三角形等知识点,难度较大.

直角梯形ABCD中 AB∥CD ∠ABC=90° AB=AD=10 DC=4 动圆⊙O与AD边相切于点M 与AB边相切于点N 过点D作⊙O的切线DP交边CB于点P.(

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