题目内容

已知A(,0),直线与x轴交于点F,与y轴交于点B,直线l∥AB且交y轴于点C,交x轴于点D,点A关于直线l的对称点为A′,连接AA′、A′D.直线l从AB出发,以每秒1个单位的速度沿y轴正方向向上平移,设移动时间为t.

(1)求点A′的坐标(用含t的代数式表示);

(2)求证:AB=AF;

(3)过点C作直线AB的垂线交直线于点E,以点C为圆心CE为半径作⊙C,求当t为何值时,⊙C与△AA′D三边所在直线相切?

 

【答案】

(1);(2)证明见解析;(3)1或.

【解析】

试题分析:(1)由l∥AB得出∠ODC=∠OAB,再由点A( ,0),求出∠ODC=∠OAB=30°,由点A关于直线l的对称点为A',求出A'点的坐标(用t的代数式表示);(2)通过点F的坐标,得出AF,在Rt△OAB中,OA=,OB=2,求出AB,得AB=AF;(3)先由直线l是点A和A'的对称轴得直线l是∠A'DA的平分线,即得点C到直线AD和A'D的距离相等,当⊙C与AD相切时,也一定与A'D相切,通过直角三角形求解.

试题解析:(1)∵直线与y轴交于点B,∴B(0,).

∵l∥AB,∴∠ODC=∠OAB.

∵A(,0),∴. ∴∠ODC=∠OAB=30°.

∵BC=t,∴OC=2t. ∴OD=. ∴AD=.

∵点A关于直线l的对称点为A',∴A'D=AD=,∠A'DA=60°. ∴△A'DA是等边三角形.

过点A'作A'H⊥AD于H,∴AH=,A'H=.

∴A'点的坐标为.

(2)∵直线与x轴交于点F ,∴F.

又A(,0),∴AF=4.

在Rt△OAB中,OA=,OB=2,∴AB=4.

∴AB=AF.

(3)分两种情况讨论:

①如图1,当⊙C与AD(x轴)相切时,

∵直线l是点A和A'的对称轴,∴直线l是∠A'DA的平分线.

∴点C到直线AD和A'D的距离相等. ∴当⊙C与AD(x轴)相切时,也一定与A'D相切.

∵∠OAB=30°且AB=AF,∴∠ABF=15°. ∴∠CBF=75°.

∵CE⊥AB,∠OBA=60°,∴∠BCE=30°. ∴∠CEB=75°.

∴CB=CE.

∵⊙C与AD相切,∴OC=CE=CB. ∴t=1.

②如图2,当⊙C与AA'相切于点M时,CE=CB=CM,∴CM=t.

∵CM=DMCD,在Rt△OCD中,∠ODC=30°,OC=t2,∴CD=2t4.

∴,解得t=.

综上所述,当t=1或时,⊙C与△AA′D三边所在直线相切.

考点:1.直线平移问题;2.一次函数综合题;3.直线上点的坐标与方程的关系;4. 锐角三角函数定义;5.特殊角的三角函数值;6. 等边三角形的判定和性质;7.轴对称的性质;8.角平分线的性质;9.分类思想的应用.

 

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