Question

在△ABC中，∠A＝90°，AB＝4，AC＝3，M是AB上的動(dòng)點(diǎn)（不與A，B重合），過M點(diǎn)作MN∥BC交AC于點(diǎn)N．以MN為直徑作⊙O，并在⊙O內(nèi)作內(nèi)接矩形AMPN．令AM＝x．  

（1）用含x的代數(shù)式表示△ＭNP的面積S；     

（2）當(dāng)x為何值時(shí)，⊙O與直線BC相切？      

（3）在動(dòng)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)過程中，記△ＭNP與梯形BCNM重合的面積為y，試求y關(guān)于x的函數(shù)表達(dá)式，并求x為何值時(shí)，y的值最大，最大值是多少？

Answer 1

解：

（1）∵MN∥BC，∴∠AMN=∠B，∠ANM＝∠C．

  ∴ △AMN ∽ △ABC．

∴ ，即．

∴ AN＝x． 

∴ =．（0＜＜4）

（2）

如圖2，設(shè)直線BC與⊙O相切于點(diǎn)D，連結(jié)AO，OD，則AO =OD =MN．

在Rt△ABC中，BC ＝=5．

    由（1）知 △AMN ∽ △ABC．

∴ ，即． 

∴ ，

∴ ．  

過M點(diǎn)作MQ⊥BC 于Q，則． 

在Rt△BMQ與Rt△BCA中，∠B是公共角，

∴ △BMQ∽△BCA．

∴ ．

∴ ，．

∴ x＝． 

∴ 當(dāng)x＝時(shí)，⊙O與直線BC相切．

（3）隨點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)P點(diǎn)落在直線BC上時(shí)，連結(jié)AP，則O點(diǎn)為AP的中點(diǎn)．

∵ MN∥BC，∴ ∠AMN=∠B，∠AOM＝∠APC．

∴ △AMO ∽ △ABP．  

∴ ． AM＝MB＝2． 

故以下分兩種情況討論：

① 當(dāng)0＜≤2時(shí)，． 

∴ 當(dāng)＝2時(shí)， 

② 當(dāng)2＜＜4時(shí)，設(shè)PM，PN分別交BC于E，F．

∵ 四邊形AMPN是矩形， 

∴ PN∥AM，PN＝AM＝x．

又∵ MN∥BC，

∴ 四邊形MBFN是平行四邊形．

∴ FN＝BM＝4－x． 

∴ ．

又△PEF ∽ △ACB． 

∴ ．

∴ ．

＝．

當(dāng)2＜＜4時(shí)，．   

∴ 當(dāng)時(shí)，滿足2＜＜4，．    

綜上所述，當(dāng)時(shí)，值最大，最大值是2．