题目内容
【题目】对于平面直角坐标系xOy中的定点P和图形F,给出如下定义:若在图形F上存在一点N,使得点Q,点P关于直线ON对称,则称点Q是点P关于图形F的定向对称点.
(1)如图,,,,
①点P关于点B的定向对称点的坐标是 ;
②在点,,中,______是点P关于线段AB的定向对称点.
(2)直线分别与x轴,y轴交于点G,H,⊙M是以点为圆心,为半径的圆.
①当时,若⊙M上存在点K,使得它关于线段GH的定向对称点在线段GH上,求的取值范围;
②对于,当时,若线段GH上存在点J,使得它关于⊙M的定向对称点在⊙M上,直接写出b的取值范围.
【答案】(1)①;②点C,D;(2)① 或;②.
【解析】
(1)①求出点P关于直线OB的对称点G即可.
②求出OP,OC,OD,OE的长即可判断.
(2)①求出两种特殊位置b的值即可.如图2中,作⊙M关于y轴的对称图形⊙M′,当直线GH与⊙M′在第一象限相切时,设切点为P,连接PM′.如图3中,以O为圆心,3为半径作⊙O,当直线GH与⊙O在第四象限点相切于点P时,连接OP,分别求出OH的值即可解决问题.
②如图4中,设⊙M交x轴于K,T,则K(﹣1,0),T(5,0).求出两种特殊位置b的值即可判断.
解:(1)①如图1中,
∵P(0,2),B(1,1),
∴点P关于OB的对称点G(2,0),
故答案为:(2,0).
②∵点C(0,﹣2),D(1,﹣),E(2,﹣1),
∴OP=2,OD=2,OC=2,OE=,
∴OP=OD=OC,
∴点C,D是点P关于线段AB的定向对称点.
故答案为:点C,D.
(2)①如图2中,作⊙M关于y轴的对称图形⊙M′,当直线GH与⊙M′在第一象限相切时,设切点为P,连接PM′,
当b>0时,
由题意得:tan∠HGO=,
∴∠PGM=30°,
∵PM′=1,∠MPG=90°,
∴MG=2MP=2,
∴OG=GM+OM=4,
∴OH=OGtan30°=,
当直线经过(-1,0)时, .
∴
若b<0时,
当当直线经过(1,0)时, .
如图3中,以O为圆心,3为半径作⊙O,当直线GH与O在第四象限点相切于点P时,连接OP,
同法可得OH=2,∴
观察图象可知满足条件的b的值:﹣2≤b≤.
综上所述,b的取值范围是 或.
②如图4中,设⊙M交x轴于K,T,则K(﹣1,0),T(5,0).
以O为圆心,5为半径作⊙O,当直线GH与⊙O在第二象限相切于点J时,
可得OH=,
此时直线GH的解析式为y=x+,
当直线GH经过点K(﹣1,0)时,0=﹣+b,
可得b=,
此时直线GH的解析式为y=x+,
观察图象可知满足条件的b的值为:≤b≤.