题目内容

【题目】在平面直角坐标系xOy中,⊙C的半径为r(r>1),点P是圆内与圆心C不重合的点,⊙C的“完美点”的定义如下:过圆心C的任意直线CP与⊙C交于点A,B,若满足|PA﹣PB|=2,则称点P为⊙C的“完美点”,如图点P为⊙C的一个“完美点”.

(1)当⊙O的半径为2时

①点M(,0)   ⊙O的“完美点”,点(﹣,﹣)   ⊙O的“完美点”;(填“是”或者“不是”)

②若⊙O的“完美点”P在直线y=x上,求PO的长及点P的坐标;

(2)设圆心C的坐标为(s,t),且在直线y=﹣2x+1上,⊙C半径为r,若y轴上存在⊙C的“完美点”,求t的取值范围.

【答案】(1)①不是,是;②PO的长为1,点P的坐标为(,)或(﹣,﹣);(2)t的取值范围为﹣1≤t≤3.

【解析】

(1)①利用圆的“完美点”的定义直接判断即可得出结论.②先确定出满足圆的“完美点”的OP的长度,然后分情况讨论计算即可得出结论;(2)先判断出圆的“完美点”的轨迹,然后确定出取极值时OC与y轴的位置关系即可得出结论.

解:(1)①∵点M(,0),

∴设⊙O与x轴的交点为A,B,

∵⊙O的半径为2,

∴取A(﹣2,0),B(2,0),

∴|MA﹣MB|=|(+2)﹣(2﹣)|=3≠2,

∴点M不是⊙O的“完美点”,

同理:点(﹣,﹣)是⊙O的“完美点”.

故答案为不是,是.

②如图1,

根据题意,|PA﹣PB|=2,

∴|OP+2﹣(2﹣OP)|=2,

∴OP=1.

若点P在第一象限内,作PQ⊥x轴于点Q,

∵点P在直线y=x上,OP=1,

∴ .

∴P( ).

若点P在第三象限内,根据对称性可知其坐标为(﹣,﹣).

综上所述,PO的长为1,点P的坐标为()或( )).

(2)对于⊙C的任意一个“完美点”P都有|PA﹣PB|=2,

∴|CP+r﹣(r﹣CP)|=2.

∴CP=1.

∴对于任意的点P,满足CP=1,都有|CP+r﹣(r﹣CP)|=2,

∴|PA﹣PB|=2,故此时点P为⊙C的“完美点”.

因此,⊙C的“完美点”是以点C为圆心,1为半径的圆.

设直线y=﹣2x+1与y轴交于点D,如图2,

当⊙C移动到与y轴相切且切点在点D的上方时,t的值最大.

设切点为E,连接CE,

∵⊙C的圆心在直线y=﹣2x+1上,

∴此直线和y轴,x轴的交点D(0,1),F(,0),

∴OF=,OD=1,

∵CE∥OF,

∴△DOF∽△DEC,

∴ ,

∴ ,

∴DE=2,

∴OE=3,

t的最大值为3,

当⊙C移动到与y轴相切且切点在点D的下方时,t的值最小.

同理可得t的最小值为﹣1.

综上所述,t的取值范围为﹣1≤t≤3.

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