Question

（北师大版）如图1，在平面直角坐标系中，以坐标原点O为圆心的⊙O的半径为

2

-1，直线a：y=-x-

2

与坐标轴分别交于A，C两点，点B的坐标为（4，1），⊙B与X轴相切于点M．
（1）求点A的坐标及∠CAO的度数；
（2）⊙B以每秒1个单位长度的速度沿x轴负方向平移，同时，直线a绕点A顺时针匀速旋转．当⊙B第一次与⊙O相切时，直线a也恰好与⊙B第一次相切．问：直线AC绕点A每秒旋转多少度；
（3）如图2，过A，O，C三点作⊙O₁，点E是劣弧

AO

上一点，连接EC，EA．EO，当点E在劣弧

AO

上运动时（不与A，O两点重合），

EC-EA

EO

的值是否发生变化？如果不变，求其值；如果变化，说明理由

Answer 1

分析：（1）已知点A，C的坐标，故可推出OA=OC，最后可得∠CAO=45°．
（2）依题意，设⊙B平移t秒到⊙B₁处与⊙O第一次相切，连接B₁O，B₁N，则MN=3．连接B₁A，B₁P可推出∠PAB₁=∠NAB₁．又因为OA=OB₁=

2

，故∠AB₁O=∠NAB₁，∠PAB₁=∠AB₁O继而推出PA∥B₁O．然后在Rt△NOB₁中∠B₁ON=45°，∴∠PAN=45°得出∠PAC=90°．然后可得直线AC绕点A平均每秒旋转90度．
（3）在CE上截取CK=EA，连接OK，证明△OAE≌△OCK推出OE=OK，∠EOA=∠KOC，∠EOK=∠AOC=90°．最后可证明

EC-EA

EO

=

2

．

解答：解：（1）令直线a：y=-x-

2

中，y=0求出x=-

2

，
∴A（-

2

，0），
令x=0求出y=-

2

，∴C（0，-

2

），
∴OA=OC，
∵OA⊥OC，
∴△AOC为等腰直角三角形，
∴∠CAO=45°；

（2）如图，设⊙B平移t秒到⊙B₁处与⊙O第一次相切，此时，直线α旋转到α₁恰好与⊙B₁第一次相切于点P，⊙B₁与x轴相切于点N，
连接B₁O，B₁N，则MN=t，OB₁=

2

，
B₁N⊥AN，∴MN=3，即t=3．
连接B₁A，B₁P．则B₁P⊥AP，B₁P=B₁N．∴∠PAB₁=∠NAB₁
∵OA=OB₁=

2

，∴∠AB₁O=∠NAB₁∴∠PAB₁=∠AB₁O．∴PA∥B₁O．
在Rt△NOB₁中，∠B₁ON=45°，
∴∠PAN=45°，∴∠PAC=90°，即顺时针转动270°，
∴直线AC绕点A平均每秒90°．

（3）

EC-EA

EO

的值不变，等于

2

，如图
在CE上截取CK=EA，连接OK，
∵∠OAE=∠OCK，OA=OC，
∴△OAE≌△OCK，
∴OE=OK，∠EOA=∠KOC，
∴∠EOK=∠AOC=90°，
∴EK=

2

EO，∴

EC-EA

EO

=

2

．

点评：命题立意：此题综合考查了点的坐标的求法、函数、图形的平移与旋转、圆的有关性质等知识．此题综合性强，难度较大，把重点知识穿插进行了考查．