如图,AB是⊙O的直径,C为圆周上的一点,过点C的直线MN满足∠MCA=∠CBA. (1)求证:直线MN是⊙O的切线; (2)过点A作AD⊥MN于点D,交⊙O于点E,已知AB=6,BC=3,求阴影部分的面积.

问题描述:

如图,AB是⊙O的直径,C为圆周上的一点,过点C的直线MN满足∠MCA=∠CBA.

(1)求证:直线MN是⊙O的切线;
(2)过点A作AD⊥MN于点D,交⊙O于点E,已知AB=6,BC=3,求阴影部分的面积.

(1)证明:连接OC,
∵AB是⊙O直径,C为圆周上的一点,
∴∠ACB=90°,即∠ACO+∠OCB=90°,
∵OC=OB,
∴∠OCB=∠OBC,又∠MCA=∠CBA,
∴∠MCA=∠OCB,
∴∠ACO+∠MCA=90°,
即OC⊥MN,
∵OC为半径,
∴直线MN是⊙O的切线;
(2) 连接OE,CE,
由(1)OC⊥MN,AD⊥MN,得OC∥AE,
在Rt△ACB中,cos∠B=

BC
AB
=
1
2

∴∠B=60°,
∴OC=OB=BC=3,
∴△OBC是等边三角形,
∴∠COB=60°,
∵OC∥AE,
∴∠EAO=∠COB=60°,
∵OE=OA,
∴△OEA是等边三角形,
∴OC=AE,四边形AOCE是平行四边形,故S△EAC=S△EOC
于是S阴影=S△ADC-S扇形EOC
在Rt△ACB中,BC=3,AB=6,∴AC=3
3

在Rt△ADC中,AC=3
3
,∠DCA=∠B=60°,∴DC=
3
2
3
,AD=
9
2

∴S△ADC=
1
2
AD•DC=
27
3
8
,而S扇形EOC=
60π×32
360
=
2

于是S=S△ADC-S扇形EOC=
27
3
-12π
8