题目
如图,在梯形
ABCD中
,AB∥CD,∠BAD=90∘,以
AD为直径的半圆
O与
BC相切.
(1)求证:
OB⊥OC;
(2)若
AD=12,
∠BCD=60∘,
⊙O1与半
⊙O外切,并与
BC、
CD相切,求
⊙O1的面积.
知识点:直角梯形、相切两圆的性质章节:第27章 圆与正多边形 / 第2节 直线与圆、圆与圆的位置关系 / 27.5 圆与圆的位置关系
答案与解析
答案
(1)证明:
∵AB∥CD,∠BAD=90∘,以
AD为直径的半圆
O与
BC相切,
∴AB,
BC,
CD均与半圆
O相切,
∴∠ABO=∠CBO,
∠DCO=∠BCO.
又
∵AB∥CD,
∴∠ABC+∠BCD=180∘,
即
∠ABO+∠CBO+∠BCO+∠DCO=180∘.
∴2∠CBO+2∠BCO=180∘,
于是
∠CBO+∠BCO=90∘,
∴∠BOC=180∘−(∠CBO+∠BCO)=180∘−90∘=90∘,
即
OB⊥OC.
(2)设
CD切
⊙O1于点
M,连接
O1M,则
O1M⊥CD.
设
⊙O1的半径为
r.
∵∠BCD=60∘,且由(1)知
∠BCO=∠O1CM,
∴∠O1CM=30∘.
在
Rt△O1CM中,
CO1=2r,
O1M=r.
在
Rt△OCD中,
OC=2OD=AD=12.
∵⊙O1与半圆
O外切,
∴OO1=6+r,于是,
由
OO1+O1C=OC,即
6+r+2r=12,
解得
r=2,
因此
⊙O1的面积为
4π.
解析
(1)证明:
∵AB∥CD,∠BAD=90∘,以
AD为直径的半圆
O与
BC相切,
∴AB,
BC,
CD均与半圆
O相切,
∴∠ABO=∠CBO,
∠DCO=∠BCO.
又
∵AB∥CD,
∴∠ABC+∠BCD=180∘,
即
∠ABO+∠CBO+∠BCO+∠DCO=180∘.
∴2∠CBO+2∠BCO=180∘,
于是
∠CBO+∠BCO=90∘,
∴∠BOC=180∘−(∠CBO+∠BCO)=180∘−90∘=90∘,
即
OB⊥OC.
(2)设
CD切
⊙O1于点
M,连接
O1M,则
O1M⊥CD.
设
⊙O1的半径为
r.
∵∠BCD=60∘,且由(1)知
∠BCO=∠O1CM,
∴∠O1CM=30∘.
在
Rt△O1CM中,
CO1=2r,
O1M=r.
在
Rt△OCD中,
OC=2OD=AD=12.
∵⊙O1与半圆
O外切,
∴OO1=6+r,于是,
由
OO1+O1C=OC,即
6+r+2r=12,
解得
r=2,
因此
⊙O1的面积为
4π.