题目内容
【题目】如图，平面直角坐标系xOy中，已知点A（0，3），点B（
，0），连接AB，若对于平面内一点C，当△ABC是以AB为腰的等腰三角形时，称点C是线段AB的“等长点”．
（1）在点C1（﹣2，3+2
），点C2（0，﹣2），点C3（3+，﹣）中，线段AB的“等长点”是点________；
（2）若点D（m，n）是线段AB的“等长点”，且∠DAB=60°，求点D的坐标；
（3）若直线y=kx+3k上至少存在一个线段AB的“等长点”，求k的取值范围．
【答案】（1）C1，C3；（2）D（﹣
，0）或D（
，3）；（3）﹣
≤k≤
【解析】
（1）直接利用线段AB的“等长点”的条件判断；
（2）分两种情况讨论，利用对称性和垂直的性质即可求出m，n；
（3）先判断出直线y=kx+3与圆A，B相切时，如图2所示，利用相似三角形的性质即可求出结论．
（1）∵A（0，3），B（，0），
∴AB=2，
∵点C1（﹣2，3+2
），
∴AC1=
=2，
∴AC1=AB，
∴C1是线段AB的“等长点”，
∵点C2（0，﹣2），
∴AC2=5，BC2=
=
，
∴AC2≠AB，BC2≠AB，
∴C2不是线段AB的“等长点”，
∵点C3（3+，﹣），
∴BC3=
=2，
∴BC3=AB，
∴C3是线段AB的“等长点”；
故答案为：C1，C3；
（2）如图1，
在Rt△AOB中，OA=3，OB=，
∴AB=2，tan∠OAB=
=，
∴∠OAB=30°，
当点D在y轴左侧时，
∵∠DAB=60°，
∴∠DAO=∠DAB﹣∠BAO=30°，
∵点D（m，n）是线段AB的“等长点”，
∴AD=AB，
∴D（﹣，0），
∴m=，n=0，
当点D在y轴右侧时，
∵∠DAB=60°，
∴∠DAO=∠BAO+∠DAB=90°，
∴n=3，
∵点D（m，n）是线段AB的“等长点”，
∴AD=AB=2，
∴m=2；
∴D（，3）
（3）如图2，
∵直线y=kx+3k=k（x+3），
∴直线y=kx+3k恒过一点P（﹣3，0），
∴在Rt△AOP中，OA=3，OP=3，
∴∠APO=30°，
∴∠PAO=60°，
∴∠BAP=90°，
当PF与⊙B相切时交y轴于F，
∴PA切⊙B于A，
∴点F就是直线y=kx+3k与⊙B的切点，
∴F（0，﹣3），
∴3k=﹣3，
∴k=﹣，
当直线y=kx+3k与⊙A相切时交y轴于G切点为E，
∴∠AEG=∠OPG=90°，
∴△AEG∽△POG，
∴
，
∴
=
，解得：k=或k=
（舍去）
∵直线y=kx+3k上至少存在一个线段AB的“等长点”，
∴﹣≤k≤，
