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已知△ABC中,, (1)求证:∠C=90°; (2)如图,以C为原点,CB,C...

已知△ABC中,manfen5.com 满分网
(1)求证:∠C=90°; 
(2)如图,以C为原点,CB,CA分别在x轴和y的正半轴,当AB=5时,求△ABC的内切圆的方程?
(3)若AB=t(t>0),P为内切圆上的一个动点,求PA2+PB2+PC2的最大值和此时的P点坐标.

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(1)利用正弦定理化简已知的等式,变形后得到sin2A=sin2B,可得A=B或A与B互余,由cosA与cosB的比值不为1,得到A与B不相等,故A与B互余,可得C为直角,得证; (2)由C为直角,利用勾股定理,AB的值及AC与BC的比值,求出AC及BC的值,设三角形内切圆的圆心为M,连接MA,MB,MC,把三角形分为三个三角形,三个三角形的高为内切圆的半径,利用三个三角形面积之和等于三角形ABC的面积列出关于r的方程,求出方程的解即可得到r的值,得到M的坐标,由圆心和半径写出内切圆的标准方程即可; (3)由AC与BC的比值,设出AC=3a,BC=4a,进而得到A和B的坐标,又AB=t,利用勾股定理得到a与t的关系式,用t表示出a,且表示出此时内切圆的标准方程,设P的坐标为(x,y),利用两点间的距离公式表示出PA2+PB2+PC2,整理后,将设出的圆标准方程代入得到PA2+PB2+PC2=-2ax+22a2,可得当x=0时,PA2+PB2+PC2取得最大,把x=0代入此时y的值,得到P的坐标. 【解析】 (1)由正弦定理得,,又 ∴=,即sinAcosA=sinBcosB, ∴sin2A=sin2B, 解得:A=B或A+B=90°, 又, ∴A≠B, ∴∠C=90°; (2)由(1)得,AC2+BC2=AB2,又,AB=5, ∴AC=3,BC=4, 设圆心为M,连接MA,MB,MC, 由, 解得r=1, ∴M(1,1), ∴圆的方程为:(x-1)2+(y-1)2=1; (3)设P(x,y),A(0,3a),B(4a,0),(a>0),AB=t, ∴,此时内切圆方程为:(x-a)2+(y-a)2=a2, ∴PA2+PB2+PC2=x2+(y-3a)2+(x-4a)2+y2+x2+y2=3[(x-a)2+(y-a)2]-2ax+19a2, ∵P(x,y)为内切圆上的点, ∴PA2+PB2+PC2=3a2-2ax+19a2=-2ax+22a2,又0≤x≤2a, ∴当x=0时,PA2+PB2+PC2的最大值=, 所以,当P坐标为时,PA2+PB2+PC2的最大值为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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