题目内容

17.在平面直角坐标系xOy中,点A为平面内一点,给出如下定义:过点A作AB⊥y轴于点B,作正方形ABCD(点A、B、C、D顺时针排列),即称正方形ABCD为以A为圆心,OA为半径的⊙A的“友好正方形”.
(1)如图1,若点A的坐标为(1,1),则⊙A的半径为$\sqrt{2}$.
(2)如图2,点A在双曲线y=$\frac{1}{x}$(x>0)上,它的横坐标是2,正方形ABCD是⊙A的“友好正方形”,试判断点C与⊙A的位置关系,并说明理由.
(3)如图3,若点A是直线y=-x+2上一动点,正方形ABCD为⊙A的“友好正方形”,且正方形ABCD在⊙A的内部时,请直接写出点A的横坐标m的取值范围.

分析 (1)如图1中,连接OA.在Rt△AOB中,利用勾股定理求出OA即可.
(2)求出⊙A的半径以及AC的长,即可判断,当AC=OA时,点C在⊙A上,当AC>OA时,点C在⊙A外,当AC<OA时,点C在⊙A内.
(3)由题意可知点C(0,2),根据AC<OA,即可即可问题,注意m≠0.

解答 解:(1)如图1中,连接OA.

∵A(1,1),AB⊥y轴,
∴AB=OB=1,∠ABO=90°,
∴OA=$\sqrt{A{B}^{2}+O{B}^{2}}$=$\sqrt{{1}^{2}+{1}^{2}}$=$\sqrt{2}$,
∴⊙A的半径为$\sqrt{2}$.
故答案为$\sqrt{2}$;

(2)如图2中,

∵A(2,$\frac{1}{2}$),∴O A=$\sqrt{4+\frac{1}{4}}=\frac{{\sqrt{17}}}{2}$
∵AC=$2\sqrt{2}$=$\frac{{4\sqrt{2}}}{2}$=$\frac{{\sqrt{32}}}{2}$
∴O A<A C,
∴点C在⊙A外.
(或如图,利用勾股定理直观分析:∵OB<BC,AB=AB,∴O A<A C也可以) 

(3)如图3中,

∵点A是直线y=-x+2上一动点,直线与坐标轴是夹角为45°,
又∵四边形ABCD是正方形,
∴点C(0,2),
∴当AC<OA时,正方形ABCD在⊙A内部,
∵AC=OA时,点A(1,1),
∴m<1时,AC<OA,
∵m=0时,正方形不存在,
∴m<1且m≠0时,正方形ABCD在⊙A内部.

点评 本题考查圆综合题、正方形的性质、反比例函数的性质、一次函数的应用等知识,解题的关键是理解题意,掌握当AC=OA时,点C在⊙A上,当AC>OA时,点C在⊙A外,当AC<OA时,点C在⊙A内,属于中考压轴题.

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