27.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,以BC为直径的⊙O交斜边AB于点M,若H是AC的中点,连接MH.
(1)求证:MH为⊙O的切线.
(2)若MH=,tan∠ABC=,求⊙O的半径.
(3)在(2)的条件下分别过点A、B作⊙O的切线,两切线交于点D,AD与⊙O相切于N点,过N点作NQ⊥BC,垂足为E,且交⊙O于Q点,求线段NQ的长度.
【考点】圆的综合题.
【分析】(1)连接OH、OM,易证OH是△ABC的中位线,利用中位线的性质可证明△COH≌△MOH,所以∠HCO=∠HMO=90°,从而可知MH是⊙O的切线;
(2)由切线长定理可知:MH=HC,再由点M是AC的中点可知AC=3,由tan∠ABC=,所以BC=4,从而可知⊙O的半径为2;
(3)连接CN,AO,CN与AO相交于I,由AC、AN是⊙O的切线可知AO⊥CN,利用等面积可求出可求得CI的长度,设CE为x,然后利用勾股定理可求得CE的长度,利用垂径定理即可求得NQ. 【解答】解:(1)连接OH、OM, ∵H是AC的中点,O是BC的中点, ∴OH是△ABC的中位线, ∴OH∥AB,
∴∠COH=∠ABC,∠MOH=∠OMB, 又∵OB=OM, ∴∠OMB=∠MBO, ∴∠COH=∠MOH, 在△COH与△MOH中,
,
∴△COH≌△MOH(SAS), ∴∠HCO=∠HMO=90°, ∴MH是⊙O的切线;
(2)∵MH、AC是⊙O的切线, ∴HC=MH=, ∴AC=2HC=3, ∵tan∠ABC=, ∴
=,
∴BC=4,
∴⊙O的半径为2;
(3)连接OA、CN、ON,OA与CN相交于点I, ∵AC与AN都是⊙O的切线, ∴AC=AN,AO平分∠CAD, ∴AO⊥CN, ∵AC=3,OC=2, ∴由勾股定理可求得:AO=∵AC?OC=AO?CI, ∴CI=
,
, ,
∴由垂径定理可求得:CN=设OE=x,
由勾股定理可得:CN2﹣CE2=ON2﹣OE2, ∴∴x=
﹣(2+x)2=4﹣x2, ,
∴CE=,
,
.
由勾股定理可求得:EN=
∴由垂径定理可知:NQ=2EN=
【点评】本题考查圆的综合问题,涉及垂径定理,勾股定理,全等三角形的判定与性质,切线的判等知识内容,对学生的综合能力要求较高,一定要注意将所学知识贯穿起来.
28.若两条抛物线的顶点相同,则称它们为“友好抛物线”,抛物线C1:y1=﹣2x2+4x+2与C2:u2=﹣x2+mx+n为“友好抛物线”.
(1)求抛物线C2的解析式.
(2)点A是抛物线C2上在第一象限的动点,过A作AQ⊥x轴,Q为垂足,求AQ+OQ的最大值. (3)设抛物线C2的顶点为C,点B的坐标为(﹣1,4),问在C2的对称轴上是否存在点M,使线段MB绕点M逆时针旋转90°得到线段MB′,且点B′恰好落在抛物线C2上?若存在求出点M的坐标,不存在说明理由.
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)先求得y1顶点坐标,然后依据两个抛物线的顶点坐标相同可求得m、n的值;
(2)设A(a,﹣a2+2a+3).则OQ=x,AQ=﹣a2+2a+3,然后得到OQ+AQ与a的函数关系式,最后依据配方法可求得OQ+AQ的最值;
(3)连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.接下来证明△BCM≌△MDB′,由全等三角形的性质得到BC=MD,CM=B′D,设点M的坐标为(1,a).则用含a的式子可表示出点B′的坐标,将点B′的坐标代入抛物线的解析式可求得a的值,从而得到点M的坐标. 【解答】解:(1)∵y1=﹣2x2+4x+2=﹣﹣2(x﹣1)2+4, ∴抛物线C1的顶点坐标为(1,4). ∵抛物线C1:与C2顶点相同, ∴
=1,﹣1+m+n=4.
解得:m=2,n=3.
∴抛物线C2的解析式为u2=﹣x2+2x+3. (2)如图1所示:
设点A的坐标为(a,﹣a2+2a+3). ∵AQ=﹣a2+2a+3,OQ=a,
∴AQ+OQ=﹣a2+2a+3+a=﹣a2+3a+3=﹣(a﹣)2+∴当a=时,AQ+OQ有最大值,最大值为
.
.
(3)如图2所示;连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.
∵B(﹣1,4),C(1,4),抛物线的对称轴为x=1, ∴BC⊥CM,BC=2. ∵∠BMB′=90°, ∴∠BMC+∠B′MD=90°. ∵B′D⊥MC,
∴∠MB′D+∠B′MD=90°. ∴∠MB′D=∠BMC. 在△BCM和△MDB′中,∴△BCM≌△MDB′. ∴BC=MD,CM=B′D.
设点M的坐标为(1,a).则B′D=CM=4﹣a,MD=CB=2. ∴点B′的坐标为(a﹣3,a﹣2). ∴﹣(a﹣3)2+2(a﹣3)+3=a﹣2. 整理得:a2﹣7a﹣10=0. 解得a=2,或a=5.
当a=2时,M的坐标为(1,2), 当a=5时,M的坐标为(1,5).
综上所述当点M的坐标为(1,2)或(1,5)时,B′恰好落在抛物线C2上.
【点评】本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了二次函数的顶点坐标公式、二次函数的图象和性质、全等三角形的性质和判定、函数图象上点的坐标与函数解析式的关系,用含a的式子表示点B′的坐标是解题的关键.
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