Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，直線y=x+3交x軸于點(diǎn)A，交y軸于點(diǎn)B點(diǎn)C（4，O），過點(diǎn)C作AB的垂CD，點(diǎn)D為垂足，直線CD交y軸于點(diǎn)E，
（1）求點(diǎn)E的坐標(biāo)．
（2）連接AE，動點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)以1個單位/秒的速度沿AC向終點(diǎn)C運(yùn)動，過點(diǎn)P作PP₁∥CE交AE于點(diǎn)P₁，設(shè)點(diǎn)P（點(diǎn)P不與點(diǎn)A，C重合時）運(yùn)動的時間為t秒，PP₁的長為y，求y與t之間的函數(shù)關(guān)系式（直接寫出自變量t的取值范圍）；
（3）在（2）的條件下，點(diǎn)Q為P₁E中點(diǎn)，連接DQ，當(dāng)t為何值時有？并求出此時同時經(jīng)過P、O、E三點(diǎn)的圓的面積．

Answer 1

【答案】分析：（1）對于直線y=x+3，令x=0求出y的值，即為B的縱坐標(biāo)，確定出B的坐標(biāo)；令y=0求出x的值，即為A的橫坐標(biāo)，確定出A的坐標(biāo)，得出OB與OA的長，由C的坐標(biāo)得出OC的長，由CD垂直于AB，得到一對直角相等，利用等角的余角相等得到一對角相等，再由一對直角相等，利用兩對對應(yīng)角相等的三角形相似可得出△AOB∽△EOC，由相似得比例，將各自的值代入即可求出OE的長，確定出E的坐標(biāo)；
（2）如圖所示，在直角三角形OCE中，由OE與OC的長，利用勾股定理求出CE的長，再由PP′∥CE，得到兩對同位角相等，利用兩對對應(yīng)角相等的三角形相似得到△APP′∽△ACE，由相似得比例，將各自的值代入即可得到y(tǒng)與t的函數(shù)關(guān)系式，并求出此時自變量t的范圍即可；
（3）連接EP，P′C，如圖所示，由Q、D分別為P′E、CD的中點(diǎn)，得到QD為三角形P′EC的中位線，利用三角形的中位線定理得到QD等于P′C的一半，代入=，得出P′C²=25PP′²，過點(diǎn)P′作P′H⊥CA于點(diǎn)H，可得P′H∥EO，利用兩直線平行同位角相等得到∠AEO=∠AP′H，進(jìn)而確定出tan∠AEO=tan∠AP′H=，在Rt△P′HC中，利用勾股定理列出關(guān)系式P′C²=P′H²+CH²，表示出AH與P′H，得到CH=AC-AH，將各自的值代入列出關(guān)于t的方程，求出方程的解得到t的值即可；由∠POE為直角，利用直角所對的弦為直徑得到PE為△PEO外接圓的直徑，由E的坐標(biāo)求出OE的長，由AC-AP-OC求出OP的長，在直角三角形POE中，利用勾股定理求出PE的長，即為△PEO外接圓的直徑，求出半徑，利用圓的面積公式即可求出同時經(jīng)過P、O、E三點(diǎn)的圓的面積．
解答：解：（1）∵直線y=x+3與x軸交于A點(diǎn)，與y軸交于B點(diǎn)，
∴A（-6，0），B（0，3），即OA=6，OB=3，
∵C（4，0），
∴OC=4，
∵CD⊥AB，
∴∠ADC=∠EOC=90°，
∵∠BAC+∠ACE=90°，∠OEC+∠ACE=90°，
∴∠BAC=∠OEC，又∠AOB=∠EOC=90°，
∴△AOB∽△EOC，
∴=，即=，
∴OE=8，即E（0，8）；


（2）在Rt△OCE中，根據(jù)勾股定理得：CE==4，
∵PP′∥CE，
∴△APP′∽△ACE，
∴=，
∵PP′=y，AP=t，AC=AO+CO=10，
∴=，
則y=t，自變量t的取值范圍為0＜t＜10；

（3）連接EP，P′C，如圖所示：

∵Q、D分別為P′E、CD的中點(diǎn)，
∴QD=P′C，
∵=，
∴=，
∴=，
∴P′C²=25PP′²，
過點(diǎn)P′作P′H⊥CA于點(diǎn)H，可得P′H∥EO，
∴∠AEO=∠AP′H，即tan∠AEO=tan∠AP′H=，
在Rt△P′HC中，P′C²=P′H²+CH²，
∵tan∠AP′H=，AP=AP′=t，
∴AH=t，P′H=t，
∴CH=AC-AH=10-t，
∴（t）²+（10-t）²=25×（t）²，
解得：t₁=2，t₂=-（不合題意，舍去），
∴當(dāng)t=2時，=；
∵∠POE=90°，
∴PE為△PEO外接圓的直徑，
∵E（0，8），即OE=8，OP=AC-AP-OC=10-2-4=4，
∴在Rt△OPE中，根據(jù)勾股定理得：PE²=OE²+OP²=80，
∴PE=4，即△PEO外接圓的半徑為2，
則△PEO外接圓的面積為20π．
點(diǎn)評：此題屬于相似形綜合題，涉及的知識有：一次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)，相似三角形的判定與性質(zhì)，坐標(biāo)與圖形性質(zhì)，勾股定理，圓周角定理，銳角三角函數(shù)定義，以及三角形的中位線定理，熟練掌握性質(zhì)及定理是解本題的關(guān)鍵．