Question

在如圖所示的直角坐標系中，點C在y軸的正半軸上，四邊形OABC為平行四邊形，OA=2，∠AOC=60°，以O(shè)A為直徑的⊙P經(jīng)過點C，點D在y軸上，DM為始終與y軸垂直且與AB邊相交的動直線，設(shè)DM與AB邊的交點為M（點M在線段AB上，但與A、B兩點不重合），點N是DM與BC的交點，設(shè)OD=t；
（1）求點A和B的坐標；
（2）設(shè)△BMN的外接圓⊙G的半徑為R，請你用t表示R及點G的坐標；
（3）當⊙G與⊙P相外切時，求直角梯形OAMD的面積．

Answer 1

解：（1）連接AC．
∵OA為⊙P的直徑，
∴∠ACO=90°．
又∵OA=2，∠AOC=60°，
∴OC=1，AC=，
∴點A的坐標為（，1）．
又四邊形OABC為平行四邊形，
∴AB∥OC，AB=OC，
∴點B的坐標為（，2）．

（2）∵DM⊥y軸，且AB∥OC，
∴DM⊥AB，
∴∠NMB=90°．
∴G是圓心G為BN的中點．
又∵∠B=∠AOC=60°，
∴BM=BN=R．
而點B的縱坐標為2，點M的縱坐標=點D的縱坐標=t，
∴BM=2-t，
∴R=2-t．
過點G作GH∥y軸，交x軸于點H，交DM于點F．
過點G作GK∥x軸，交AB于點K．
根據(jù)垂徑定理，得到
FM=MN，KM=BM．
設(shè)點G的坐標為（x，y），
∵NM=（2-t），
∴x=DM-MN=-（2-t）=t，
y=OD+BM=t+（2-t）=1+t，
∴點G的坐標為（t，1+t）．

（3）連接GP．過點P作PE∥x軸，交GH于點E．
由PE⊥GE，根據(jù)勾股定理，得
GP===．
當⊙G與⊙P外切時，PG=R+1，
∴=3-t，
解得t=，
經(jīng)檢驗t=是原方程的根．
此時，OD=t=，AM=1-MB=，DM=AC=．
∴直角梯形OAMD的面積為：
S=•DM=×=．
分析：（1）利用直徑對的圓周角的直角．連接AC，易知OC=1，又∠AOC=60°，易求A點坐標為（，1），再利用平行四邊形的性質(zhì)知AB=OC=1，即可求解；
（2）因為DM⊥y軸，且ABCD是平行四邊形，所以⊙G的圓心G在BN的中點處．
然后作GH⊥x軸于H，交DM于F，GK⊥BM于K，則有FM=BM，而BM=2-t，所以MN=（2-t）．
設(shè)G的坐標為（x，y），則有x=DM-MN，y=OD+BM，點G坐標可求．
（3）根據(jù)外切的性質(zhì)，連接PG，則PG=3-t①；
再作PE⊥GH于E，根據(jù)勾股定理PG=，結(jié)合點的坐標，表示PG=②．
解①②組成的方程組，求出t值，再分別求出AM、DM值，即可求解．
點評：本題考查了點的坐標、平行四邊形的性質(zhì)、圓周角的性質(zhì)、勾股定理、直角梯形、垂徑定理等知識．
本題是代數(shù)幾何綜合型的試題．