题目内容

【题目】在平面直角坐标系xOy中,点M的坐标为(x1,y1),点N的坐标为(x2,y2),且x1≠x2,y1≠y2,以MN为边构造菱形,若该菱形的两条对角线分别平行于x轴,y轴,则称该菱形为边的“坐标菱形”.

(1)已知点A(2,0),B(0,2),则以AB为边的“坐标菱形”的最小内角为   

(2)若点C(1,2),点D在直线y=5上,以CD为边的“坐标菱形”为正方形,求直线CD 表达式;

(3)⊙O的半径为,点P的坐标为(3,m).若在O上存在一点Q,使得以QP为边的“坐标菱形”为正方形,求m的取值范围.

【答案】(1)60°;(2)y=x+1或y=﹣x+3;(3)1≤m≤5或﹣5≤m≤﹣1

【解析】分析:1)根据定义建立以AB为边的坐标菱形”,由勾股定理求边长AB=4可得30度角从而得最小内角为60°;

2)先确定直线CD与直线y=5的夹角是45°,D45)或(﹣25),易得直线CD的表达式为y=x+1y=﹣x+3

3)分两种情况

①先作直线y=x再作圆的两条切线且平行于直线y=x如图3根据等腰直角三角形的性质分别求P'B=BD=1PB=5写出对应P的坐标

②先作直线y=﹣x再作圆的两条切线且平行于直线y=﹣x如图4同理可得结论.

详解:(1∵点A20),B02),OA=2OB=2.在RtAOB由勾股定理得AB==4∴∠ABO=30°.

∵四边形ABCD是菱形∴∠ABC=2ABO=60°.

ABCD∴∠DCB=180°﹣60°=120°,∴以AB为边的坐标菱形的最小内角为60°.

故答案为:60°;

2)如图2

∵以CD为边的坐标菱形为正方形∴直线CD与直线y=5的夹角是45°.

过点CCEDEED45)或(﹣25),∴直线CD的表达式为y=x+1y=﹣x+3

3)分两种情况

①先作直线y=x再作圆的两条切线且平行于直线y=x如图3

∵⊙O的半径为且△OQ'D是等腰直角三角形OD=OQ'=2P'D=32=1

∵△P'DB是等腰直角三角形P'B=BD=1P'(01),同理可得OA=2AB=3+2=5

∵△ABP是等腰直角三角形PB=5P05),∴当1m5QP为边的坐标菱形为正方形

②先作直线y=﹣x再作圆的两条切线且平行于直线y=﹣x如图4

∵⊙O的半径为且△OQ'D是等腰直角三角形OD=OQ'=2BD=32=1

∵△P'DB是等腰直角三角形P'B=BD=1P'(0,﹣1),同理可得OA=2AB=3+2=5

∵△ABP是等腰直角三角形PB=5P0,﹣5),∴当﹣5m1QP为边的坐标菱形为正方形

综上所述m的取值范围是1m5或﹣5m1

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