题目内容

4.如图,直线AB的解析式为y=-$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$x+6分别与x轴、y轴相交于B、A两点.点C在射线BA上以3cm/秒的速度运动,以C点为圆心作半径为1cm的⊙C.点P以2cm/秒的速度在线段OA上来回运动,过点P作直线l垂直于y轴.若点C与点P 同时从点B、点O开始运动,设运动时间为t秒,试求:
(1)求点A和点B的坐标;
(2)∠ABO的度数;
(3)整个运动过程中直线l与⊙C共有几次相切?分别求出相切时的t值.

分析 (1)首先过点C作CD⊥x轴于点D,由直线AB的解析式为y=-$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$x+6,分别与x轴、y轴相交于B、A两点;
(2)利用点A与B的坐标,则可求得tan∠ABO=$\frac{AB}{OB}$的值,进而得出∠ABO的度数;
(3)由(1)(2)得到BC=2CD;然后分别从直线l与⊙C第一次相切,第二次相切,第三次相切,去分析求解,即可求得答案.

解答 解:(1)如图1,过点C作CD⊥x轴于点D,
∵直线AB的解析式为y=-$\frac{\sqrt{3}}{3}$x+6,分别与x轴、y轴相交于B、A两点,
∴当x=0时,y=6,当y=0时,x=6$\sqrt{3}$,
∴点A的坐标为:(0,6),点B的坐标为:(6$\sqrt{3}$,0);

(2)由(1)得:OA=6,OB=6$\sqrt{3}$,
∴在Rt△AOB中,tan∠ABO=$\frac{AB}{OB}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,
∴∠ABO=30°;

(3)在Rt△BCD中,BC=2CD,
如图1,直线直线l与⊙C第一次相切,
由题意得:OP=2t,BC=3t,
∴CD=2t-1,
∴3t=2(2t-1),
解得:t=2;
如图2,直线直线l与⊙C第二次相切,
由题意得:OP=6-(2t-6)=12-2t,BC=3t,
∴CD=12-2t-1,
∴3t=2(12-2t-1),
解得:t=$\frac{22}{7}$;
如图3,直线直线l与⊙C第三次相切,
由题意得:OP=6-(2t-6)=12-2t,BC=3t,
∴CD=12-2t+1,
∴3t=2(12-2t+1),
解得:t=$\frac{26}{7}$.
综上所述:在整个运动过程中直线l与⊙C共有3次相切;相切时的t值分别为:2,$\frac{22}{7}$,$\frac{26}{7}$.

点评 此题考查了一次函数与坐标轴的交点问题、切线的性质以及特殊角的三角函数值等知识.此题难度较大,注意掌握方程思想、分类讨论思想与数形结合思想的应用,注意掌握辅助线的作法是解此题的关键.

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