如图,正方形ABCD的边长为4,点P为线段AD上的一动点,(不与点A、D重合),以BP为直径在BP的右侧作半圆O,与边B
如图,正方形ABCD的边长为4,点P为线段AD上的一动点,(不与点A、D重合),以BP为直径在BP的右侧作半圆O,与边BC交于点K,边点O作OF∥AD,且与CD相交于点F,与半圆O相交于点E,连接KE,设AP=x,半圆O的面积为S, (1)当x为何值时,四边形OBKE为菱形?(2)试求出S与x的函数关系式.(3)当x为何值时,CD与半圆相切?并求出此时S的值.
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(1)∵OE∥BK,∴当OE=BK时,四边形OBKE为平行四边形,而OB=OE,∴此时四边形OBKE为菱形,连接OK,如图,∵OB=BK=OK,∴△OBK为等边三角形,∴∠OBK=60°,∴∠ABP=30°,在Rt△ABP中,∵AP=x,AB=4,∴x=33AB=433;(2)在Rt△ABP中,∵PB2=AP2+AB2=x2+42=x2+16,∴S=12•π•(PB2)2=12π•14(x2+16)=π8x2+2π;(3)∵OF∥PD∥BC,而OP=OB,∴OF为梯形PBCD的中位线,∴OF=12(PD+BC)=12(4-x+4)=4-12x,∵OF⊥CD,∴当OF=12BP时,CD与半圆相切,∴BP=2OF=2(4-12x)=8-x,在Rt△ABP中,∵PB2=AP2+AB2,∴(8-x)2=x2+42,解得x=3,即x为3时,CD与半圆相切;此时S=π8x2+2π=π8×9+2π=258π.
最新回答共有2条回答
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2026-04-07 22:20:24忧心的超短裙
回复(1)∵OE∥BK,∴当OE=BK时,四边形OBKE为平行四边形,而OB=OE,∴此时四边形OBKE为菱形,连接OK,如图,∵OB=BK=OK,∴△OBK为等边三角形,∴∠OBK=60°,∴∠ABP=30°,在Rt△ABP中,∵AP=x,AB=4,∴x=33AB=433;(2)在Rt△ABP中,∵PB2=AP2+AB2=x2+42=x2+16,∴S=12•π•(PB2)2=12π•14(x2+16)=π8x2+2π;(3)∵OF∥PD∥BC,而OP=OB,∴OF为梯形PBCD的中位线,∴OF=12(PD+BC)=12(4-x+4)=4-12x,∵OF⊥CD,∴当OF=12BP时,CD与半圆相切,∴BP=2OF=2(4-12x)=8-x,在Rt△ABP中,∵PB2=AP2+AB2,∴(8-x)2=x2+42,解得x=3,即x为3时,CD与半圆相切;此时S=π8x2+2π=π8×9+2π=258π.
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