题目内容
【题目】对于平面内任意一个角的“夹线圆”,给出如下定义:如果一个圆与这个角的两边都相切,则称这个圆为这个角的“夹线圆”.例如:在平面直角坐标系xOy中,以点(1,1)为圆心,1为半径的圆是x轴与y轴所构成的直角的“夹线圆”.
(1)下列各点中,可以作为x轴与y轴所构成的直角的“夹线圆”的圆心的点是哪些;
A(2,2),B(3,1),C(-1,0),D(1,-1)
(2)若⊙P为y轴和直线 l:所构成的锐角的“夹线圆”,且⊙P的半径为1,求点P的坐标.
(3)若 ⊙Q为x轴和直线所构成的锐角的“夹线圆”,且⊙Q的半径,直接写出点Q横坐标的取值范围.
【答案】(1)A,D; (2)P点坐标为,(3)
【解析】
(1)由点A的横纵坐标相等及点D的横纵坐标的绝对值相等,可得出点A,D能作为x轴与y轴所构成的直角的“夹线圆”的圆心;
(2)过P点作PE⊥y轴于点E,PF⊥直线l于点F,连PO,设直线l与x轴夹角为α,由直线l的解析式可得出α=30°及∠EOF=60°,由⊙P与y轴及直线OF均相切可得出∠EOP=30°,结合EP=1可求出OE=,进而可得出点E的坐标;
(3)过Q点作QM⊥x轴于点M,QN⊥直线y=-x+2于点N,延长MQ交直线y=-x+2于点G,设直线y=-x+2与x轴交于点S,利用一次函数图象上点的坐标特征可得出点S的坐标,由∠MSG=30°,∠MGS=60°可得出MS=MGtan60°=(2+)r,结合1≤r≤2可得出MS的取值范围,再将其代入xQ=6+MS或xQ=6-MS即可得出点Q横坐标xQ的取值范围.
(1))∵2=2,1=|-1|,
∴点A,D能作为x轴与y轴所构成的直角的“夹线圆”的圆心.
故答案为:点A, D能作为x轴与y轴所构成的直角的“夹线圆”的圆心.
(2)如图:过P点作PA⊥y轴于点A,PB⊥l于B,连PO.
∵点B为直线上一点
∴设B点坐标为(x,)
设直线与x轴夹角为
∴直线 l与x轴的夹角为30°
∴∠AOB=60°
又∵⊙P与x轴及直线OB均相切,
∴OP平分∠AOB
∴∠AOP=30°
又∵AP=1
∴P点坐标为
同理,当P点在第三象限时,P点坐标为
(3)
理由:如图2,过Q点作QM⊥x轴于点M,QN⊥直线y=-x+2
于点N,延长MQ交直线y=-x+2于点G,设直线y=-x+2与x轴交于点S.
当y=0时,有-x+2=0,
解得:x=6,
∴点S的坐标为(6,0).
∵∠MSG=30°,
∴∠MGS=60°,
∴MG=MQ+QG=r+ =r ,
∴MS=MGtan60°=(2+)r,
∵⊙Q的半径1≤r≤2,
∴2+≤MS≤4+2,
∴2-2≤6-MS≤4-,8+≤6+MS≤10+2,
∴点Q横坐标xQ的取值范围为:2-2≤xQ≤4-或8+≤xQ≤10+2.