题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=-
+b(b>0,b为常数)的图象与x轴、y轴分别相交于点A、B,半径为4的⊙O与x轴正半轴交于点C,与y轴正半轴相交于点D.
(1)若直线AB与⊙O相切于弧CD上一点,求b的值;
(2)若直线AB与⊙O有两个交点F、G.
①b为何值时,⊙O上有且只有3个点到直线AB的距离为2?并求出此时直线被⊙O所截的弦FG的长;
②是否存在这样的b,使得∠GOF=90°?若存在,求出b的值;若不存在,说明理由.
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【答案】(1)b=5;(2)①b=
,FG=4
;②b=
.
【解析】
(1)先求出A、B的坐标,进而求出AB的长度.由切线的性质可得OM=4,OM⊥AB于M,再由三角形的面积公式即可得出结论;
(2)①由⊙O上有且只有3个点到AB的距离为2,且OM=4,得出ON=2,△BON∽△BAO,再由相似三角形的对应边成比例即可求出b的值.连接OF.由勾股定理和垂径定理即可得到结论;
②当b=
时,∠GOF=90°.通过作OP⊥ FG于P,得到△BOP∽△BAO,再由相似三角形的性质得到OP的长.在△OPG中,由勾股定理得到PG的长,从而得到△OFG为等腰直角三角形,即可得到结论.
(1)如图1.
∵一次函数y=-
与x轴,y轴交于AB,∴A(
)B(0,b),∴AB=
.
∵AB与⊙O相切于弧CD上一点,r=4,∴OM=4,OM⊥AB于M,∴S△AOB=
,∴b=5.
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(2)①如图2.∵⊙O上有且只有3个点到AB的距离为2,且OM=4,∴ON=2,∴△BON∽△BAO,∴
=
,∴
,∴b=
.过O作JK∥FG交⊙O于J,K,则J和K到直线AB的距离等于2.
连接OF.∵ON=2,OF=4,∴FN=2
,∴FG=4
;
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②如图3,当b=
时,∠GOF=90°.理由如下:
作OP⊥ FG于P,∴△BOP∽△BAO,∴
=
=
,∴OP=2
.
∵OG=4,∴OP=PG=2
,∴∠OGF=45°,∴△OFG为等腰直角三角形,∴∠FOG=90°.