题目内容

如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=10,P是AD边上动点(不与A,D重合),⊙B是以B为圆心,BP为半径的一个圆.
(1)如图1,若CP与⊙B相切,求AP的长;
(2)如图2,若经过点P的圆的切线与线段BC相交于点F,与DC的延长线相交于点E,设AP=x,CE=y,求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围;
(3)若经过点P的⊙B切线与直线BC相交于点F,当CF=2时,求AP的长.
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分析:(1)若CP与⊙B相切,则BP⊥PC,设AP=x,可分别在直角三角形ABP和PDC中表示出BP和CP的平方,然后在直角三角形BCP中,用勾股定理即可求出AP的长.(也可通过相似三角形ABP和DPC来求出AP的长).
(2)本题可仿照(1)题的第二种思路进行求解.由于∠BPE=90°,易得出△ABP∽△DEP,那么可根据相似三角形得出的关于AB、AP、PD、DE的比例关系式求出y,x的函数关系式.(求x的取值范围时,要先求出E、C重合时,x的值,求出的这两个值之间就是x的取值范围.其实这种情况就是题(1)所求的值.)
(3)本题要分两种情况进行讨论,思路一致.
①当F在BC上时,可在直角三角形CFE中,根据CF的长和相似三角形CEF和DEP求出CE的表达式,然后代入(2)的函数关系式中,即可求出x的值.
②当F在BC延长线上时,解法与①相同.
解答:解:(1)AP的长抛物线和直线的解析式;
设AP=x,则BP=
9+x2
,CP=
9+(10-x)2
,9+x2+9+(10-x)2=100,
解得x为1或9,则AP的长为1或9.

(2)如图2,DE=3+y,AP=x,PD=10-x;
由∠BPE=90°,易知:△ABP∽△DPE,则有
AB
PD
=
AP
ED
,即
3
10-x
=
x
3+y
,
∴y=-
1
3
x2+
10
3
x-3(1<x<9).
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(3)情况一:当1<AP<9时,AP=4±
7
;
情况二:当0<AP≤1或9≤AP<10时,AP=6-3
3
;
综上所述:AP的长为4±
7
或6-3
3
.
点评:本题主要考查了切线的性质、相似三角形的判定和性质、二次函数的应用等知识点.
根据相似三角形来得出的对应成比例线段来求解是本题的基本思路.
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