题目内容
【题目】在平面直角坐标系xOy中,点A(t,0),B(t+2,0),C(n,1),若射线OC上存在点P,使得△ABP是以AB为腰的等腰三角形,就称点P为线段AB关于射线OC的等腰点.
(1)如图,t=0,
①若n=0,则线段AB关于射线OC的等腰点的坐标是 ;
②若n<0,且线段AB关于射线OC的等腰点的纵坐标小于1,求n的取值范围;
(2)若n=,且射线OC上只存在一个线段AB关于射线OC的等腰点,则t的取值范围是 .
【答案】(1)①(0,2) ② (2)﹣4<t≤﹣2或t=0或﹣2<t≤
【解析】
(1)①根据线段AB关于射线OC的等腰点的定义可知OP=AB=2,由此即可解决问题.
②如图2中,当OP=AB时,作PH⊥x轴于H.求出点P的横坐标,利用图象法即可解决问题.
(2)如图3﹣1中,作CH⊥y轴于H.分别以A,B为圆心,AB为半径作⊙A,⊙B.首先证明∠COH=30°,由射线OC上只存在一个线段AB关于射线OC的等腰点,推出射线OC与⊙A,⊙B只有一个交点,求出几种特殊位置t的值,利用数形结合的思想解决问题即可.
解:(1)①如图1中,由题意A(0,0),B(2,0),C(0,1),
∵点P是线段AB关于射线OC的等腰点,
∴OP=AB=2,
∴P(0,2).
故答案为(0,2).
②如图2中,当OP=AB时,作PH⊥x轴于H.
在Rt△POH中,∵PH=OC=1,OP=AB=2
∴OH==,
观察图象可知:若n<0,且线段AB关于射线OC的等腰点的纵坐标小于1时,n<﹣.
(2)如图3﹣1中,作CH⊥y轴于H.分别以A,B为圆心,AB为半径作⊙A,⊙B.
由题意C(,1),
∴CH=,OH=1,
∴tan∠COH==,
∴∠COH=30°,
当⊙B经过原点时,B(﹣2,0),此时t=﹣4,
∵射线OC上只存在一个线段AB关于射线OC的等腰点,
∴射线OC与⊙A,⊙B只有一个交点,观察图象可知当﹣4<t≤﹣2时,满足条件,
如图3﹣2中,当点A在原点时,∵∠POB=60°,此时两圆的交点P在射线OC上,满足条件,此时t=0,
如图3﹣3中,当⊙B与OC相切于P时,连接BP.
∴OC是⊙B的切线,
∴OP⊥BP,
∴∠OPB=90°,
∵BP=2,∠POB=60°,
∴OB==,此时t=﹣2,
如图3﹣4中,当⊙A与OC相切时,同法可得OA=,此时t=
观察图形可知,满足条件的t的值为:﹣2<t≤,
综上所述,满足条件t的值为﹣4<t≤﹣2或t=0或﹣2<t≤.
故答案为:﹣4<t≤﹣2或t=0或﹣2<t≤.