7. 在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=8$,$BC=6$.以点$C$为圆心,$r$为半径作圆,当所作的圆与斜边$AB$所在的直线相切时,$r$的值为.
答案
$\boldsymbol{\frac{24}{5}}$(或4.8)
解析
【分析】
要解决本题,首先根据直线与圆相切的性质:圆与直线相切时,圆心到直线的距离等于半径,可知本题所求的r就是点C到斜边AB的距离(即Rt△ABC斜边上的高)。接下来先通过勾股定理求出斜边AB的长度,再利用直角三角形面积的两种计算方法(两条直角边乘积的一半、斜边乘斜边上高的一半)列等式,即可求出r的值。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=8$,$BC=6$,由勾股定理得:
$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{64+36}=\sqrt{100}=10$
设点C到AB的距离为$h$,根据三角形面积公式可得:
$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}· AC· BC=\frac{1}{2}· AB· h$
代入数值计算:
$\frac{1}{2}×8×6=\frac{1}{2}×10× h$
化简得$24=5h$,解得$h=\frac{24}{5}$
$\because$⊙C与AB所在直线相切,$\therefore$半径$r$等于圆心C到AB的距离$h$,即$r=\frac{24}{5}$(或4.8)
【答案】
$\frac{24}{5}$(或4.8)
【知识点】
1.直线与圆相切的性质
2.勾股定理
3.三角形面积计算
【点评】
本题是直线与圆位置关系的基础应用题,核心是将求半径的问题转化为求点到直线的距离问题,其中用面积法求直角三角形斜边上的高是常用的技巧,熟练掌握相关性质和方法就能快速解题。
【难度系数】
0.7
要解决本题,首先根据直线与圆相切的性质:圆与直线相切时,圆心到直线的距离等于半径,可知本题所求的r就是点C到斜边AB的距离(即Rt△ABC斜边上的高)。接下来先通过勾股定理求出斜边AB的长度,再利用直角三角形面积的两种计算方法(两条直角边乘积的一半、斜边乘斜边上高的一半)列等式,即可求出r的值。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$AC=8$,$BC=6$,由勾股定理得:
$AB=\sqrt{AC^2+BC^2}=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{64+36}=\sqrt{100}=10$
设点C到AB的距离为$h$,根据三角形面积公式可得:
$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}· AC· BC=\frac{1}{2}· AB· h$
代入数值计算:
$\frac{1}{2}×8×6=\frac{1}{2}×10× h$
化简得$24=5h$,解得$h=\frac{24}{5}$
$\because$⊙C与AB所在直线相切,$\therefore$半径$r$等于圆心C到AB的距离$h$,即$r=\frac{24}{5}$(或4.8)
【答案】
$\frac{24}{5}$(或4.8)
【知识点】
1.直线与圆相切的性质
2.勾股定理
3.三角形面积计算
【点评】
本题是直线与圆位置关系的基础应用题,核心是将求半径的问题转化为求点到直线的距离问题,其中用面积法求直角三角形斜边上的高是常用的技巧,熟练掌握相关性质和方法就能快速解题。
【难度系数】
0.7
8.已知$\odot O$的半径为3,点O到直线$l$的距离为$OA=6$,将直线$l$沿着$AO$的方向平移$m$个单位时,$\odot O$与直线$l$相切,则$m$的值为。
答案
解:
∵ ⊙O的半径为3,
∴ 当⊙O与直线l相切时,点O到直线l的距离等于3。
已知初始点O到直线l的距离OA=6,直线l沿AO方向平移:
当平移后直线位于点O与原直线l之间时,平移距离$ m = 6 - 3 = 3 $;
当平移后直线越过点O,位于点O远离原直线l的一侧时,平移距离$ m = 6 + 3 = 9 $。
综上,m的值为3或9。
∵ ⊙O的半径为3,
∴ 当⊙O与直线l相切时,点O到直线l的距离等于3。
已知初始点O到直线l的距离OA=6,直线l沿AO方向平移:
当平移后直线位于点O与原直线l之间时,平移距离$ m = 6 - 3 = 3 $;
当平移后直线越过点O,位于点O远离原直线l的一侧时,平移距离$ m = 6 + 3 = 9 $。
综上,m的值为3或9。
解析
【分析】
解题时首先明确直线与圆相切的核心条件:圆心到直线的距离等于圆的半径。已知初始状态下圆心O到直线l的距离为6,直线沿AO方向平移时会出现两种相切情况:一是直线平移到圆心与原直线之间,圆心到直线的距离缩短为3;二是直线越过圆心,平移到圆心远离原直线的一侧,此时圆心到直线的距离也为3。结合两种情况分别计算平移距离即可,注意不要漏解。
【解析】
∵ ⊙O的半径为3,
∴ 当⊙O与直线l相切时,点O到直线l的距离等于半径3。
已知初始时点O到直线l的距离OA=6,直线l沿AO方向平移,分两种情况讨论:
① 当平移后的直线位于点O与原直线l之间时,平移距离$ m = 6 - 3 = 3 $;
② 当平移后的直线越过点O,位于点O远离原直线l的一侧时,平移距离$ m = 6 + 3 = 9 $。
综上,m的值为3或9。
【答案】
3或9
【知识点】
直线与圆的位置关系;平移的性质
【点评】
本题考查直线与圆相切的性质,解题时需注意分类讨论平移的两种不同位置,避免因考虑不全面出现漏解的情况。
【难度系数】
0.6
解题时首先明确直线与圆相切的核心条件:圆心到直线的距离等于圆的半径。已知初始状态下圆心O到直线l的距离为6,直线沿AO方向平移时会出现两种相切情况:一是直线平移到圆心与原直线之间,圆心到直线的距离缩短为3;二是直线越过圆心,平移到圆心远离原直线的一侧,此时圆心到直线的距离也为3。结合两种情况分别计算平移距离即可,注意不要漏解。
【解析】
∵ ⊙O的半径为3,
∴ 当⊙O与直线l相切时,点O到直线l的距离等于半径3。
已知初始时点O到直线l的距离OA=6,直线l沿AO方向平移,分两种情况讨论:
① 当平移后的直线位于点O与原直线l之间时,平移距离$ m = 6 - 3 = 3 $;
② 当平移后的直线越过点O,位于点O远离原直线l的一侧时,平移距离$ m = 6 + 3 = 9 $。
综上,m的值为3或9。
【答案】
3或9
【知识点】
直线与圆的位置关系;平移的性质
【点评】
本题考查直线与圆相切的性质,解题时需注意分类讨论平移的两种不同位置,避免因考虑不全面出现漏解的情况。
【难度系数】
0.6
9.在$△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$∠ B=30°$,$AC=4$,以点$C$为圆心,$2\sqrt{3}$为半径作$\odot C$,则$\odot C$与$AB$的位置关系是________。
答案
解:
过点C作CD⊥AB,垂足为D。
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=4,
∴ AB=2AC=8,
由勾股定理得:$BC=\sqrt{AB^2-AC^2}=\sqrt{8^2-4^2}=4\sqrt{3}$。
∵ $S_{△ ABC}=\frac{1}{2}· AC· BC=\frac{1}{2}· AB· CD$,
∴ $CD=\frac{AC· BC}{AB}=\frac{4×4\sqrt{3}}{8}=2\sqrt{3}$。
∵ ⊙C的半径$r=2\sqrt{3}$,
∴ $CD=r$,
∴ ⊙C与AB的位置关系是相切。
过点C作CD⊥AB,垂足为D。
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=4,
∴ AB=2AC=8,
由勾股定理得:$BC=\sqrt{AB^2-AC^2}=\sqrt{8^2-4^2}=4\sqrt{3}$。
∵ $S_{△ ABC}=\frac{1}{2}· AC· BC=\frac{1}{2}· AB· CD$,
∴ $CD=\frac{AC· BC}{AB}=\frac{4×4\sqrt{3}}{8}=2\sqrt{3}$。
∵ ⊙C的半径$r=2\sqrt{3}$,
∴ $CD=r$,
∴ ⊙C与AB的位置关系是相切。
解析
【分析】
要判断⊙C与AB的位置关系,核心是比较圆心C到直线AB的距离d和圆的半径r的大小:若d>r则相离,d=r则相切,d<r则相交。解题步骤可按以下思路展开:第一步,过点C作AB的垂线段CD,CD的长度就是圆心到直线的距离d;第二步,利用直角三角形中30°角对的直角边等于斜边的一半求出斜边AB的长度,再通过勾股定理计算出BC的长度;第三步,用三角形面积的两种计算方式(直角边乘积的一半、斜边乘斜边上高的一半)列等式,求出CD的长度;第四步,对比CD和半径r的大小,得出最终位置关系。
【解析】
过点C作CD⊥AB,垂足为D。
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=4,
∴ AB=2AC=8,
由勾股定理得:$BC=\sqrt{AB^2-AC^2}=\sqrt{8^2-4^2}=4\sqrt{3}$。
∵ $S_{△ ABC}=\frac{1}{2}· AC· BC=\frac{1}{2}· AB· CD$,
∴ $CD=\frac{AC· BC}{AB}=\frac{4×4\sqrt{3}}{8}=2\sqrt{3}$。
∵ ⊙C的半径$r=2\sqrt{3}$,
∴ $CD=r$,
∴ ⊙C与AB的位置关系是相切。
【答案】
相切
【知识点】
直线与圆位置关系判定;含30°角的直角三角形性质;勾股定理
【点评】
本题属于直线与圆位置关系判定的基础题型,解题关键是掌握“比较圆心到直线距离与半径大小”的判定方法,解题过程中用到的面积法求高是几何中求垂线段长度的常用技巧,熟练掌握基础知识点即可快速解题。
【难度系数】
0.8
要判断⊙C与AB的位置关系,核心是比较圆心C到直线AB的距离d和圆的半径r的大小:若d>r则相离,d=r则相切,d<r则相交。解题步骤可按以下思路展开:第一步,过点C作AB的垂线段CD,CD的长度就是圆心到直线的距离d;第二步,利用直角三角形中30°角对的直角边等于斜边的一半求出斜边AB的长度,再通过勾股定理计算出BC的长度;第三步,用三角形面积的两种计算方式(直角边乘积的一半、斜边乘斜边上高的一半)列等式,求出CD的长度;第四步,对比CD和半径r的大小,得出最终位置关系。
【解析】
过点C作CD⊥AB,垂足为D。
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=4,
∴ AB=2AC=8,
由勾股定理得:$BC=\sqrt{AB^2-AC^2}=\sqrt{8^2-4^2}=4\sqrt{3}$。
∵ $S_{△ ABC}=\frac{1}{2}· AC· BC=\frac{1}{2}· AB· CD$,
∴ $CD=\frac{AC· BC}{AB}=\frac{4×4\sqrt{3}}{8}=2\sqrt{3}$。
∵ ⊙C的半径$r=2\sqrt{3}$,
∴ $CD=r$,
∴ ⊙C与AB的位置关系是相切。
【答案】
相切
【知识点】
直线与圆位置关系判定;含30°角的直角三角形性质;勾股定理
【点评】
本题属于直线与圆位置关系判定的基础题型,解题关键是掌握“比较圆心到直线距离与半径大小”的判定方法,解题过程中用到的面积法求高是几何中求垂线段长度的常用技巧,熟练掌握基础知识点即可快速解题。
【难度系数】
0.8
10.在$△ ABC$中,$AB=AC=5$,$BC=6$,点$D$是$BC$的中点,以$D$为圆心,$2.5$为半径作圆,则$\odot D$与直线$AC$的位置关系是。
答案
相交
解析
【分析】
要判断圆与直线的位置关系,核心是比较圆心到直线的距离d和圆半径r的大小:若d<r则相交,d=r则相切,d>r则相离。本题中圆心为D,目标直线为AC,因此首先需要求D到AC的距离。首先利用等腰三角形三线合一的性质,连接AD可得AD⊥BC,先通过勾股定理算出AD的长度,再用面积法求出D到AC的垂线段长度,最后和半径2.5比较即可得出结论。
【解析】
1. 连接AD,过点D作DE⊥AC于点E,线段DE的长度就是圆心D到直线AC的距离d。
2. 因为AB=AC,D是BC中点,根据等腰三角形三线合一,得AD⊥BC,且DC=BC÷2=6÷2=3。
3. 在Rt△ADC中,AC=5,DC=3,由勾股定理得:$AD=\sqrt{AC^2-DC^2}=\sqrt{5^2-3^2}=4$。
4. 计算△ADC的面积:方法一$S_{△ ADC}=\frac{1}{2}×AD×DC=\frac{1}{2}×4×3=6$;方法二$S_{△ ADC}=\frac{1}{2}×AC×DE$。
5. 联立面积等式:$\frac{1}{2}×5×DE=6$,解得$DE=\frac{12}{5}=2.4$。
6. 已知⊙D半径r=2.5,因为2.4<2.5,即d<r,所以⊙D与直线AC相交。
【答案】
相交
【知识点】
直线与圆的位置关系判定;等腰三角形三线合一;勾股定理
【点评】
本题是直线与圆位置关系判定的基础题型,解题关键是掌握位置关系的判定规则,灵活运用等腰三角形性质和面积法求点到直线的距离,计算量小,思路清晰。
【难度系数】
0.7
要判断圆与直线的位置关系,核心是比较圆心到直线的距离d和圆半径r的大小:若d<r则相交,d=r则相切,d>r则相离。本题中圆心为D,目标直线为AC,因此首先需要求D到AC的距离。首先利用等腰三角形三线合一的性质,连接AD可得AD⊥BC,先通过勾股定理算出AD的长度,再用面积法求出D到AC的垂线段长度,最后和半径2.5比较即可得出结论。
【解析】
1. 连接AD,过点D作DE⊥AC于点E,线段DE的长度就是圆心D到直线AC的距离d。
2. 因为AB=AC,D是BC中点,根据等腰三角形三线合一,得AD⊥BC,且DC=BC÷2=6÷2=3。
3. 在Rt△ADC中,AC=5,DC=3,由勾股定理得:$AD=\sqrt{AC^2-DC^2}=\sqrt{5^2-3^2}=4$。
4. 计算△ADC的面积:方法一$S_{△ ADC}=\frac{1}{2}×AD×DC=\frac{1}{2}×4×3=6$;方法二$S_{△ ADC}=\frac{1}{2}×AC×DE$。
5. 联立面积等式:$\frac{1}{2}×5×DE=6$,解得$DE=\frac{12}{5}=2.4$。
6. 已知⊙D半径r=2.5,因为2.4<2.5,即d<r,所以⊙D与直线AC相交。
【答案】
相交
【知识点】
直线与圆的位置关系判定;等腰三角形三线合一;勾股定理
【点评】
本题是直线与圆位置关系判定的基础题型,解题关键是掌握位置关系的判定规则,灵活运用等腰三角形性质和面积法求点到直线的距离,计算量小,思路清晰。
【难度系数】
0.7
11.以点$P(1,2)$为圆心,$r$为半径画圆,与坐标轴恰好有三个交点,则$r$应满足
()
A.$r=2$或$\sqrt{5}$
B.$r=2$
C.$r=\sqrt{5}$
D.$2<r<\sqrt{5}$
()
A.$r=2$或$\sqrt{5}$
B.$r=2$
C.$r=\sqrt{5}$
D.$2<r<\sqrt{5}$
答案
A
解析
【分析】
解题时先明确圆与坐标轴恰好有3个交点的两类情形:①圆与其中一条坐标轴相切,同时与另一条坐标轴相交,无公共交点,总交点数为1+2=3;②圆经过原点,此时圆与x轴、y轴各有2个交点,原点为公共交点,总交点数为2+2-1=3。接下来结合点P的坐标,分别计算对应情形下的半径,排除不符合的情况即可得到答案。
【解析】
首先计算点P(1,2)到各位置的距离:
1. 点P到x轴的距离为纵坐标的绝对值:$d_x=2$;到y轴的距离为横坐标的绝对值:$d_y=1$;到原点的距离由两点间距离公式得:$d_0=\sqrt{1^2+2^2}=\sqrt{5}$。
2. 分析第一种情形(与一条轴相切,与另一条相交):
若圆与y轴相切,则$r=d_y=1$,此时$r=1 < d_x=2$,圆与x轴无交点,总交点仅1个,不符合题意;
若圆与x轴相切,则$r=d_x=2$,此时$r=2 > d_y=1$,圆与y轴有2个交点,总交点数为1+2=3,符合题意。
3. 分析第二种情形(圆过原点):
此时$r=d_0=\sqrt{5}$,代入验证:圆与x轴交于$(0,0)$、$(2,0)$,与y轴交于$(0,0)$、$(0,4)$,去重后共3个交点,符合题意。
综上,$r$应满足$r=2$或$\sqrt{5}$,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
1. 直线与圆的位置关系判定
2. 点到坐标轴的距离
3. 两点间距离公式
【点评】
本题考查分类讨论思想在圆与直线位置关系中的应用,解题的关键是不遗漏“圆过原点”这一特殊情形,结合几何性质分析可快速得出结果,避免盲目计算。
【难度系数】
0.7
解题时先明确圆与坐标轴恰好有3个交点的两类情形:①圆与其中一条坐标轴相切,同时与另一条坐标轴相交,无公共交点,总交点数为1+2=3;②圆经过原点,此时圆与x轴、y轴各有2个交点,原点为公共交点,总交点数为2+2-1=3。接下来结合点P的坐标,分别计算对应情形下的半径,排除不符合的情况即可得到答案。
【解析】
首先计算点P(1,2)到各位置的距离:
1. 点P到x轴的距离为纵坐标的绝对值:$d_x=2$;到y轴的距离为横坐标的绝对值:$d_y=1$;到原点的距离由两点间距离公式得:$d_0=\sqrt{1^2+2^2}=\sqrt{5}$。
2. 分析第一种情形(与一条轴相切,与另一条相交):
若圆与y轴相切,则$r=d_y=1$,此时$r=1 < d_x=2$,圆与x轴无交点,总交点仅1个,不符合题意;
若圆与x轴相切,则$r=d_x=2$,此时$r=2 > d_y=1$,圆与y轴有2个交点,总交点数为1+2=3,符合题意。
3. 分析第二种情形(圆过原点):
此时$r=d_0=\sqrt{5}$,代入验证:圆与x轴交于$(0,0)$、$(2,0)$,与y轴交于$(0,0)$、$(0,4)$,去重后共3个交点,符合题意。
综上,$r$应满足$r=2$或$\sqrt{5}$,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
1. 直线与圆的位置关系判定
2. 点到坐标轴的距离
3. 两点间距离公式
【点评】
本题考查分类讨论思想在圆与直线位置关系中的应用,解题的关键是不遗漏“圆过原点”这一特殊情形,结合几何性质分析可快速得出结果,避免盲目计算。
【难度系数】
0.7
12.已知半径为r的$\odot P$的圆心在直线$y=-2x+1$上运动.
(1)若$\odot P$的半径为2,$\odot P$与x轴相切,则点P的坐标为________;
(2)若$\odot P$的半径为3,$\odot P$与y轴相切,则点P的坐标为________;
(3)$\odot P$能否与x轴和y轴同时相切?若能,请写出点P的坐标;若不能,请说明理由.
(1)若$\odot P$的半径为2,$\odot P$与x轴相切,则点P的坐标为________;
(2)若$\odot P$的半径为3,$\odot P$与y轴相切,则点P的坐标为________;
(3)$\odot P$能否与x轴和y轴同时相切?若能,请写出点P的坐标;若不能,请说明理由.
答案
解:
(1) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与x轴相切,半径为2,
∴点P到x轴的距离等于半径2,即$|-2x+1|=2$。
当$-2x+1=2$时,解得$x=-\frac{1}{2}$;
当$-2x+1=-2$时,解得$x=\frac{3}{2}$。
∴点P的坐标为$\boldsymbol{(-\frac{1}{2},2)}$或$\boldsymbol{(\frac{3}{2},-2)}$。
(2) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与y轴相切,半径为3,
∴点P到y轴的距离等于半径3,即$|x|=3$。
当$x=3$时,$y=-2×3+1=-5$;
当$x=-3$时,$y=-2×(-3)+1=7$。
∴点P的坐标为$\boldsymbol{(3,-5)}$或$\boldsymbol{(-3,7)}$。
(3) 能。
若$\odot P$与x轴、y轴同时相切,则点P到x轴和y轴的距离相等,且都等于半径r,即$|x|=|y|$。
又∵点P在直线$y=-2x+1$上,分两种情况讨论:
① 当$x=y$时,代入$y=-2x+1$,得$x=-2x+1$,解得$x=\frac{1}{3}$,则$y=\frac{1}{3}$,符合要求;
② 当$x=-y$时,代入$y=-2x+1$,得$-x=-2x+1$,解得$x=1$,则$y=-1$,符合要求。
∴点P的坐标为$\boldsymbol{(\frac{1}{3},\frac{1}{3})}$或$\boldsymbol{(1,-1)}$。
(1) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与x轴相切,半径为2,
∴点P到x轴的距离等于半径2,即$|-2x+1|=2$。
当$-2x+1=2$时,解得$x=-\frac{1}{2}$;
当$-2x+1=-2$时,解得$x=\frac{3}{2}$。
∴点P的坐标为$\boldsymbol{(-\frac{1}{2},2)}$或$\boldsymbol{(\frac{3}{2},-2)}$。
(2) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与y轴相切,半径为3,
∴点P到y轴的距离等于半径3,即$|x|=3$。
当$x=3$时,$y=-2×3+1=-5$;
当$x=-3$时,$y=-2×(-3)+1=7$。
∴点P的坐标为$\boldsymbol{(3,-5)}$或$\boldsymbol{(-3,7)}$。
(3) 能。
若$\odot P$与x轴、y轴同时相切,则点P到x轴和y轴的距离相等,且都等于半径r,即$|x|=|y|$。
又∵点P在直线$y=-2x+1$上,分两种情况讨论:
① 当$x=y$时,代入$y=-2x+1$,得$x=-2x+1$,解得$x=\frac{1}{3}$,则$y=\frac{1}{3}$,符合要求;
② 当$x=-y$时,代入$y=-2x+1$,得$-x=-2x+1$,解得$x=1$,则$y=-1$,符合要求。
∴点P的坐标为$\boldsymbol{(\frac{1}{3},\frac{1}{3})}$或$\boldsymbol{(1,-1)}$。
解析
【分析】
本题为一次函数与圆相切的综合应用题,解题思路如下:首先,圆心P在直线$y=-2x+1$上,因此可设点P坐标为$(x,-2x+1)$;其次,根据圆与直线相切的性质:圆心到切线的距离等于半径,结合坐标轴的特征列方程:和x轴相切时,圆心到x轴的距离等于纵坐标的绝对值,和y轴相切时等于横坐标的绝对值,同时和两坐标轴相切时横、纵坐标的绝对值相等;最后,解绝对值方程时需分正负两种情况讨论,避免漏解。
【解析】
(1) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与x轴相切,半径为2,
∴点P到x轴的距离等于半径2,即$|-2x+1|=2$。
当$-2x+1=2$时,解得$x=-\frac{1}{2}$,此时$y=2$;
当$-2x+1=-2$时,解得$x=\frac{3}{2}$,此时$y=-2$。
∴点P的坐标为$(-\frac{1}{2},2)$或$(\frac{3}{2},-2)$。
(2) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与y轴相切,半径为3,
∴点P到y轴的距离等于半径3,即$|x|=3$。
当$x=3$时,$y=-2×3+1=-5$;
当$x=-3$时,$y=-2×(-3)+1=7$。
∴点P的坐标为$(3,-5)$或$(-3,7)$。
(3) 能,理由如下:
若$\odot P$与x轴、y轴同时相切,则点P到x轴和y轴的距离相等,且都等于半径r,即$|x|=|y|$。
又
∵点P在直线$y=-2x+1$上,分两种情况讨论:
① 当$x=y$时,代入$y=-2x+1$,得$x=-2x+1$,解得$x=\frac{1}{3}$,则$y=\frac{1}{3}$;
② 当$x=-y$时,代入$y=-2x+1$,得$-x=-2x+1$,解得$x=1$,则$y=-1$。
∴点P的坐标为$(\frac{1}{3},\frac{1}{3})$或$(1,-1)$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{(-\frac{1}{2},2)}$或$\boldsymbol{(\frac{3}{2},-2)}$
(2) $\boldsymbol{(3,-5)}$或$\boldsymbol{(-3,7)}$
(3) 能,点P坐标为$\boldsymbol{(\frac{1}{3},\frac{1}{3})}$或$\boldsymbol{(1,-1)}$
【知识点】
直线与圆相切的性质;一次函数图象上点的坐标特征;绝对值方程求解
【点评】
本题属于直线与圆位置关系的基础常考题,解题核心是抓住“相切时圆心到切线的距离等于半径”这一性质,求解绝对值方程时注意分类讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.7
本题为一次函数与圆相切的综合应用题,解题思路如下:首先,圆心P在直线$y=-2x+1$上,因此可设点P坐标为$(x,-2x+1)$;其次,根据圆与直线相切的性质:圆心到切线的距离等于半径,结合坐标轴的特征列方程:和x轴相切时,圆心到x轴的距离等于纵坐标的绝对值,和y轴相切时等于横坐标的绝对值,同时和两坐标轴相切时横、纵坐标的绝对值相等;最后,解绝对值方程时需分正负两种情况讨论,避免漏解。
【解析】
(1) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与x轴相切,半径为2,
∴点P到x轴的距离等于半径2,即$|-2x+1|=2$。
当$-2x+1=2$时,解得$x=-\frac{1}{2}$,此时$y=2$;
当$-2x+1=-2$时,解得$x=\frac{3}{2}$,此时$y=-2$。
∴点P的坐标为$(-\frac{1}{2},2)$或$(\frac{3}{2},-2)$。
(2) 设点P的坐标为$(x, -2x+1)$。
∵$\odot P$与y轴相切,半径为3,
∴点P到y轴的距离等于半径3,即$|x|=3$。
当$x=3$时,$y=-2×3+1=-5$;
当$x=-3$时,$y=-2×(-3)+1=7$。
∴点P的坐标为$(3,-5)$或$(-3,7)$。
(3) 能,理由如下:
若$\odot P$与x轴、y轴同时相切,则点P到x轴和y轴的距离相等,且都等于半径r,即$|x|=|y|$。
又
∵点P在直线$y=-2x+1$上,分两种情况讨论:
① 当$x=y$时,代入$y=-2x+1$,得$x=-2x+1$,解得$x=\frac{1}{3}$,则$y=\frac{1}{3}$;
② 当$x=-y$时,代入$y=-2x+1$,得$-x=-2x+1$,解得$x=1$,则$y=-1$。
∴点P的坐标为$(\frac{1}{3},\frac{1}{3})$或$(1,-1)$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{(-\frac{1}{2},2)}$或$\boldsymbol{(\frac{3}{2},-2)}$
(2) $\boldsymbol{(3,-5)}$或$\boldsymbol{(-3,7)}$
(3) 能,点P坐标为$\boldsymbol{(\frac{1}{3},\frac{1}{3})}$或$\boldsymbol{(1,-1)}$
【知识点】
直线与圆相切的性质;一次函数图象上点的坐标特征;绝对值方程求解
【点评】
本题属于直线与圆位置关系的基础常考题,解题核心是抓住“相切时圆心到切线的距离等于半径”这一性质,求解绝对值方程时注意分类讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.7
13. 在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ A=90°$,$∠ C=60°$,点$O$为$BC$上一点,$OB=2$,$AC=3$,以$O$为圆心,$r$为半径的$\odot O$与$△ ABC$的一边相切,求$r$的值。

答案
解:
在Rt△ABC中,∠A=90°,∠C=60°,
∴ ∠B=30°,
∵ AC=3,
∴ BC=2AC=6,
∵ OB=2,
∴ OC=BC-OB=4。
分两种情况讨论:
1. 当⊙O与AB边相切时,
过点O作OD⊥AB于点D,
∵ OD⊥AB,AC⊥AB,
∴ OD//AC,
在Rt△OBD中,∠B=30°,OB=2,
∴ OD=OB·sin30°=2×$\frac{1}{2}$=1,
此时r=OD=1。
2. 当⊙O与AC边相切时,
过点O作OE⊥AC于点E,
∵ OE⊥AC,AB⊥AC,
∴ OE//AB,
在Rt△OCE中,∠C=60°,OC=4,
∴ OE=OC·sin60°=4×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=2$\sqrt{3}$,
此时r=OE=2$\sqrt{3}$。
综上,r的值为1或$2\sqrt{3}$。
在Rt△ABC中,∠A=90°,∠C=60°,
∴ ∠B=30°,
∵ AC=3,
∴ BC=2AC=6,
∵ OB=2,
∴ OC=BC-OB=4。
分两种情况讨论:
1. 当⊙O与AB边相切时,
过点O作OD⊥AB于点D,
∵ OD⊥AB,AC⊥AB,
∴ OD//AC,
在Rt△OBD中,∠B=30°,OB=2,
∴ OD=OB·sin30°=2×$\frac{1}{2}$=1,
此时r=OD=1。
2. 当⊙O与AC边相切时,
过点O作OE⊥AC于点E,
∵ OE⊥AC,AB⊥AC,
∴ OE//AB,
在Rt△OCE中,∠C=60°,OC=4,
∴ OE=OC·sin60°=4×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=2$\sqrt{3}$,
此时r=OE=2$\sqrt{3}$。
综上,r的值为1或$2\sqrt{3}$。
解析
【分析】
解题时首先利用直角三角形的内角和、30°角直角三角形的性质求出BC、OC的长度。由于⊙O在BC边上,和△ABC的边相切存在两种情况:与AB边相切、与AC边相切,需分类讨论。每种情况中,根据切线的性质,圆心到切线的距离等于半径,过O作对应边的垂线段,再利用三角函数求出垂线段长度即可得到r的值。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ A=90°$,$∠ C=60°$,
$\therefore ∠ B=180°-90°-60°=30°$,
$\because AC=3$,30°角所对直角边等于斜边的一半,
$\therefore BC=2AC=6$,
又$\because OB=2$,
$\therefore OC=BC-OB=6-2=4$。
分两种情况讨论:
1. 当$\odot O$与AB边相切时,
过点O作$OD⊥ AB$于点D,根据切线的性质,OD即为$\odot O$的半径r,
$\because ∠ A=90°$即$AC⊥ AB$,$OD⊥ AB$,
$\therefore OD// AC$,
在$\mathrm{Rt}△OBD$中,$∠ B=30°$,$OB=2$,
$\therefore r=OD=OB· \sin30°=2× \frac{1}{2}=1$。
2. 当$\odot O$与AC边相切时,
过点O作$OE⊥ AC$于点E,根据切线的性质,OE即为$\odot O$的半径r,
$\because ∠ A=90°$即$AB⊥ AC$,$OE⊥ AC$,
$\therefore OE// AB$,
在$\mathrm{Rt}△OCE$中,$∠ C=60°$,$OC=4$,
$\therefore r=OE=OC· \sin60°=4× \frac{\sqrt{3}}{2}=2\sqrt{3}$。
综上,r的值为1或$2\sqrt{3}$。
【答案】
1或$2\sqrt{3}$
【知识点】
直角三角形性质,切线的性质,解直角三角形
【点评】
本题解题关键是结合图形对圆的相切情况进行分类讨论,避免漏解,核心是理解“圆心到切线的距离等于半径”,再结合直角三角形的边角关系求解,属于基础几何综合题。
【难度系数】
0.6
解题时首先利用直角三角形的内角和、30°角直角三角形的性质求出BC、OC的长度。由于⊙O在BC边上,和△ABC的边相切存在两种情况:与AB边相切、与AC边相切,需分类讨论。每种情况中,根据切线的性质,圆心到切线的距离等于半径,过O作对应边的垂线段,再利用三角函数求出垂线段长度即可得到r的值。
【解析】
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ A=90°$,$∠ C=60°$,
$\therefore ∠ B=180°-90°-60°=30°$,
$\because AC=3$,30°角所对直角边等于斜边的一半,
$\therefore BC=2AC=6$,
又$\because OB=2$,
$\therefore OC=BC-OB=6-2=4$。
分两种情况讨论:
1. 当$\odot O$与AB边相切时,
过点O作$OD⊥ AB$于点D,根据切线的性质,OD即为$\odot O$的半径r,
$\because ∠ A=90°$即$AC⊥ AB$,$OD⊥ AB$,
$\therefore OD// AC$,
在$\mathrm{Rt}△OBD$中,$∠ B=30°$,$OB=2$,
$\therefore r=OD=OB· \sin30°=2× \frac{1}{2}=1$。
2. 当$\odot O$与AC边相切时,
过点O作$OE⊥ AC$于点E,根据切线的性质,OE即为$\odot O$的半径r,
$\because ∠ A=90°$即$AB⊥ AC$,$OE⊥ AC$,
$\therefore OE// AB$,
在$\mathrm{Rt}△OCE$中,$∠ C=60°$,$OC=4$,
$\therefore r=OE=OC· \sin60°=4× \frac{\sqrt{3}}{2}=2\sqrt{3}$。
综上,r的值为1或$2\sqrt{3}$。
【答案】
1或$2\sqrt{3}$
【知识点】
直角三角形性质,切线的性质,解直角三角形
【点评】
本题解题关键是结合图形对圆的相切情况进行分类讨论,避免漏解,核心是理解“圆心到切线的距离等于半径”,再结合直角三角形的边角关系求解,属于基础几何综合题。
【难度系数】
0.6
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