Question

【題目】如圖，在半徑為4的⊙O中，CD為直徑，AB⊥CD且過半徑OD的中點(diǎn)，點(diǎn)E為⊙O上一動(dòng)點(diǎn)，CF⊥AE于點(diǎn)F.當(dāng)點(diǎn)E從點(diǎn)B出發(fā)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)D時(shí)，點(diǎn)F所經(jīng)過的路徑長(zhǎng)為( )

A. π B. π C. π D. π

Answer 1

【答案】D

【解析】

連接AC，AO，由AB⊥CD，利用垂徑定理得到G為AB的中點(diǎn)，由中點(diǎn)的定義確定出OG的長(zhǎng)，在直角三角形AOG中，由AO與OG的長(zhǎng)，利用勾股定理求出AG的長(zhǎng)，進(jìn)而確定出AB的長(zhǎng)，由CO+GO求出CG的長(zhǎng)，在直角三角形AGC中，利用勾股定理求出AC的長(zhǎng)，由CF垂直于AE，得到三角形ACF始終為直角三角形，點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)軌跡為以AC為直徑的半徑，如圖中紅線所示，當(dāng)E位于點(diǎn)B時(shí)，CG⊥AE，此時(shí)F與G重合；當(dāng)E位于D時(shí)，CA⊥AE，此時(shí)F與A重合，可得出當(dāng)點(diǎn)E從點(diǎn)B出發(fā)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)D時(shí)，點(diǎn)F所經(jīng)過的路徑長(zhǎng) ，在直角三角形ACG中，利用銳角三角函數(shù)定義求出∠ACG的度數(shù)，進(jìn)而確定出所對(duì)圓心角的度數(shù)，再由AC的長(zhǎng)求出半徑，利用弧長(zhǎng)公式即可求出的長(zhǎng)，即可求出點(diǎn)F所經(jīng)過的路徑長(zhǎng)．

連接AC，AO，

∵AB⊥CD，

∴G為AB的中點(diǎn)，即AG=BG=AB，

∵⊙O的半徑為4，弦AB⊥CD且過半徑OD的中點(diǎn)，

∴OG=2，

∴在Rt△AOG中，根據(jù)勾股定理得：AG==2，

∴AB=2AG=4，

又∵CG=CO+GO=4+2=6，

∴在Rt△AGC中，根據(jù)勾股定理得：AC=，

∵CF⊥AE，

∴△ACF始終是直角三角形，點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)軌跡為以AC為直徑的半圓，

當(dāng)E位于點(diǎn)B時(shí)，CG⊥AE，此時(shí)F與G重合；當(dāng)E位于D時(shí)，CA⊥AE，此時(shí)F與A重合，

∴當(dāng)點(diǎn)E從點(diǎn)B出發(fā)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)D時(shí)，點(diǎn)F所經(jīng)過的路徑長(zhǎng)，

在Rt△ACG中，tan∠ACG=，

∴∠ACG=30°，

∴所對(duì)圓心角的度數(shù)為60°，

∵直徑AC=4，

∴的長(zhǎng)為=，

則當(dāng)點(diǎn)E從點(diǎn)B出發(fā)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)D時(shí)，點(diǎn)F所經(jīng)過的路徑長(zhǎng)為．

故選D．