题目内容

【题目】★如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=x-2与x轴、y轴分别交于A,B两点,P是直线AB上一动点,⊙P的半径为1.

(1)判断原点O与⊙P的位置关系,并说明理由;

(2)当⊙P过点B时,求⊙P被y轴所截得的劣弧的长;

(3)当⊙P与x轴相切时,求出切点的坐标.

【答案】(1)见解析 (2) (3) 或

【解析】试题分析:(1)由直线y=与x轴、y轴分别交于A,B两点,可求得点A与点B的坐标,继而求得∠OBA=30°,然后过点O作OH⊥AB于点H,利用三角函数可求得OH的长,根据直线与圆的位置关系即可得出答案;

(2)当⊙P过点B时,点P在y轴右侧时,易得⊙P被y轴所截的劣弧所对的圆心角为:180°-30°-30°=120°,则可求得弧长;同理可求得当⊙P过点B时,点P在y轴左侧时,⊙P被y轴所截得的劣弧的长;

(3)首先求得当⊙P与x轴相切时,且位于x轴下方时,点D的坐标,然后利用对称性可以求得当⊙P与x轴相切时,且位于x轴上方时,点D的坐标.

试题解析:解:(1)原点O在⊙P外.理由如下:

∵直线y=x-2与x轴、y轴分别交于A,B两点,

∴点A的坐标为(2,0),点B的坐标为(0,-2).

在Rt△OAB中,tan∠OBA===,

∴∠OBA=30°.

如图①,过点O作OH⊥AB于点H,

在Rt△OBH中,OH=OB·sin∠OBA=.

∵>1,

∴原点O在⊙P外;

(2)如图②,当⊙P过点B时,点P在y轴右侧时,

∵PB=PC,

∴∠PCB=∠OBA=30°,

∴⊙P被y轴所截的劣弧所对的圆心角的度数为180°-30°-30°=120°,

∴弧长为=;

同理:当⊙P过点B时,点P在y轴左侧时,弧长同样为.

∴当⊙P过点B时,⊙P被y轴所截得的劣弧的长为;

(3)如图③,当⊙P与x轴相切时,且位于x轴下方时,设切点为D,作PD⊥x轴,

∴PD∥y轴,

∴∠APD=∠ABO=30°.

在Rt△DAP中,AD=DP·tan∠DPA=1×tan30°=,

∴OD=OA-AD=2-,

∴此时点D的坐标为;

当⊙P与x轴相切时,且位于x轴上方时,根据对称性可以求得此时切点的坐标为.

综上所述,当⊙P与x轴相切时,切点的坐标为或.

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