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如图 在平面直角坐标系中 直线l:y=-2x-8分别与x轴 y轴相交于A B两点 点P(0 k

时间:2018-10-13 01:47:07

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如图 在平面直角坐标系中 直线l:y=-2x-8分别与x轴 y轴相交于A B两点 点P(0 k

问题补充:

如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=-2x-8分别与x轴,y轴相交于A,B两点,点P(0,k)是y轴的负半轴上的一个动点,以P为圆心,3为半径作⊙P.

(1)连接PA,若PA=PB,试判断⊙P与x轴的位置关系,并说明理由;

(2)当k为何值时,⊙P与直线l相切;

(3)当k为何值时,以⊙P与直线l的两个交点和圆心P为顶点的三角形是正三角形?

答案:

解:(1)⊙P与x轴相切,

∵直线y=-2x-8与x轴交于A(-4,0),与y轴交于B(0,-8),

∴OA=4,OB=8.

由题意,OP=-k,

∴PB=PA=8+k.

∵在Rt△AOP中,k2+42=(8+k)2

∴k=-3,

∴OP等于⊙P的半径.

∴⊙P与x轴相切.

由y=-2x-8得A(-4,0),B(0,-8),

由勾股定理,得PA=,

∵PB=k+8,由PA=PB,得 =k+8,

解得k=-3,

∴⊙P与x轴相切;

(2)过P点作PQ⊥AB,垂足为Q,由PQ×AB=PB×OA,

PQ=,

当⊙P与直线l相切时,PQ=3,即==3,

解得k=3-8.

(3)设⊙P与直线l交于C,D两点,连接PC,PD,

当圆心P1在线段OB上时,作P1E⊥CD于E,

∵△P1CD为正三角形,

∴DE=CD=,P1D=3.

∴P1E=.

∵∠AOB=∠P1EB=90°,∠ABO=∠P1BE,

∴△AOB∽△P1EB.

∴,即=,

∴P1B=,

∴P1O=BO-BP1=8-.

∴P1(0,-8).

∴k=-8.

当圆心P2在线段OB延长线上时,

∵P2B=,

∴P2O=BO+BP2=+8.

∴P2(0,--8).

∴k=--8.

∴当k=-8或k=--8时,以⊙P与直线l的两个交点和圆心P为顶点的三角形是正三角形.

解析分析:(1)通过一次函数可求出A、B两点的坐标及线段的长,再在Rt△AOP利用勾股定理可求得当PB=PA时k的值,再与圆的半径相比较,即可得出⊙P与x轴的位置关系.

(2)过P点作PQ⊥AB,垂足为Q,根据△ABP的面积公式,利用面积法表示PQ,当⊙P与直线l相切时,PQ=3,列方程求k即可.

(3)根据正三角形的性质,分两种情况讨论,

①当圆心P在线段OB上时,②当圆心P在线段OB的延长线上时,从而求得k的值.

点评:本题考查了一次函数图象,圆的切线的判定,相似三角形的判定及性质,等边三角形等内容,范围较广,题目较复杂.关键是由已知直线求A、B两点坐标,根据P点的坐标,由线段相等,面积法分别列方程求解.

如图 在平面直角坐标系中 直线l:y=-2x-8分别与x轴 y轴相交于A B两点 点P(0 k)是y轴的负半轴上的一个动点 以P为圆心 3为半径作⊙P.(1)连接PA

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