如图,半圆O的直径AB=20,弦CD∥AB,动点M在半径OD上,射线BM与弦CD相交于点E(点E与点C.D不重合),设OM=m.
(1)求DE的长(用含m的代数式表示);
(2)令弦CD所对的圆心角为α,且sin=
.
①若△DEM的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求出m的取值范围;
②若动点N在CD上,且CN=OM,射线BM与射线ON相交于点F,当∠OMF=90° 时,求DE的长.
如图,半圆O的直径AB=20,弦CD∥AB,动点M在半径OD上,射线BM与弦CD相交于点E(点E与点C.D不重合),设OM=m.
(1)求DE的长(用含m的代数式表示);
(2)令弦CD所对的圆心角为α,且sin=
.
①若△DEM的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求出m的取值范围;
②若动点N在CD上,且CN=OM,射线BM与射线ON相交于点F,当∠OMF=90° 时,求DE的长.
【分析】(1)由CD∥AB知△DEM∽△OBM,可得=
,据此可得;
(2)①连接OC.作OP⊥CD.MQ⊥CD,由OC=OD.OP⊥CD知∠DOP=∠COD,据此可得sin∠DOP=sin∠DMQ=
、sin∠ODP=
,继而由OM=m、OD=10得QM=DMsin∠ODP=
(10﹣m),根据三角形的面积公式即可得;如图2,先求得PD=8.CD=16,证△CDM∽△BOM得
=
,求得OM=
,据此可得m的取值范围;
②如图3,由BM=OBsin∠BOM=10×=6,可得OM=8,根据(1)所求结果可得答案.
【解答】解:(1)∵CD∥AB,
∴△DEM∽△OBM,
∴=
,即
=
,
∴DE=;
(2)①如图1,连接OC.作OP⊥CD于点P,作MQ⊥CD于点Q,
∵OC=OD.OP⊥CD,
∴∠DOP=∠COD,
∵sin=
,
∴sin∠DOP=sin∠DMQ=,sin∠ODP=
,
∵OM=m、OD=10,
∴DM=10﹣m,
∴QM=DMsin∠ODP=(10﹣m),
则S△DEM=DE•MQ=
×
×
(10﹣m)=
,
如图2,
∵PD=ODsin∠DOP=10×=8,
∴CD=16,
∵CD∥AB,
∴△CDM∽△BOM,
∴=
,即
=
,
解得:OM=,
∴<m<10,
∴S=,(
<m<10).
②当∠OMF=90°时,如图3,
则∠BMO=90°,
在Rt△BOM中,BM=OBsin∠BOM=10×=6,
则OM=8,
由(1)得DE==
.
【点评】本题主要考查圆的综合题,解题的关键是熟练掌握圆的有关性质、相似三角形的判定与性质及解直角三角形的能力.