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1、第7讲 因动点产生的相切问题例 1上海市闵行区中考模拟第24题如图1,在平面直角坐标系中,抛物线yax22ax4与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A 的坐标为(3,0),点D在线段AB上,ADAC (1)求这条抛物线的解析式,并求出抛物线的对称轴;(2)如果以DB为半径的D与C外切,求C的半径;(3)设点M在线段AB上,点N在线段BC上,如果线段MN被直线CD垂直平分,求的值 图1 思路点拨1准确描绘A、B、C、D的位置,把相等的角标注出来,利于寻找等量关系2第(3)题在图形中模拟比划MN的位置,近似DC垂直平分MN时,把新产生的等角与前面存在的等角对比,思路就有了满分解答(1)将点
2、A(3,0)代入yax22ax4,得15a40解得所以抛物线的解析式为抛物线的对称轴为直线x1(2)由,得B(5, 0),C(0,4)由A(3,0)、B(5, 0)、C(0,4),得 AB8,AC5当ADAC5时,D的半径DB3由D(2, 0)、C(0,4),得DC因此当D与C外切时,C的半径为(如图2所示)(3)如图3,因为ADAC,所以ACDADC如果线段MN被直线CD垂直平分,那么ADCNDC这时ACDNDC所以DN/AC于是图2 图3考点伸展解第(3)题画示意图的时候,容易误入歧途,以为M就是点O这是为什么呢?我们反过来计算:当DN/AC,时,因此DMDN而DO2,你看M、O相距是多么
3、的近啊放大还原事实的真相,如图4所示图4例2 上海市徐汇区中考模拟第25题已知OA5,sinO,点D为线段OA上的动点,以A为圆心、AD为半径作A(1)如图1,若A交O于B、C两点,设ODx,BCy,求y关于x的函数解析式,并写出函数的定义域;(2)将A沿直线OB翻折后得到A若A与直线OA相切,求x的值;若A与以D为圆心、DO为半径的D相切,求x的值 图1思路点拨1把不变的量先标记出来,圆心A到直线OB的距离AE3,翻折以后的圆心A的位置不变,AA2AE62若A与直线OA相切,那么圆心A到直线OA的距离等于圆的半径,由此自然就构造出垂线,以AA为斜边的直角三角形的三边长就是确定的3探究两圆相切
4、,在罗列三要素R、r、d的过程中,发现先要突破圆心距AD满分解答(1)如图2,作AEBC,垂足为E,那么E是BC的中点在RtOAE中,OA5,sinO,所以AE3在RtBAE中,ABAD5x,AE3,BE,由勾股定理,得整理,得定义域是0x2图2 图3(2)如图3,将A沿直线OB翻折后得到A,AA2AE6作AHOA,垂足为H在RtAAH中,AA6,sinA,所以AH,AH若A与直线OA相切,那么半径等于AH解方程,得如图4,在RtADH中,对于A,R5x;对于D,rDOx;圆心距dAD如果两圆外切,由dRr,得解得(如图4)如果两圆内切,由d|Rr|,得解得所以两圆不可能内切图4 图5考点伸展
5、当D为OA的中点时,A与以D为圆心、DA为半径的D是什么位置关系?A和D等圆,R,两圆不可能内切当D为OA的中点时,DHAHAD此时因此两圆的半径和大于圆心距,此时两圆是相交的(如图5)例3上海市杨浦区中考模拟第25题如图1,已知O的半径长为3,点A是O上一定点,点P为O上不同于点A的动点(1)当时,求AP的长;(2)如果Q过点P、O,且点Q在直线AP上(如图2),设APx,QPy,求y关于x的函数关系式,并写出函数的定义域;(3)在(2)的条件下,当时(如图3),存在M与O相内切,同时与Q相外切,且OMOQ,试求M的半径的长图1 图2 图3 思路点拨1第(1)题的计算用到垂径定理和勾股定理2
6、第(2)题中有一个典型的图,有公共底角的两个等腰三角形相似3第(3)题先把三个圆心距罗列出来,三个圆心距围成一个直角三角形,根据勾股定理列方程满分解答(1)如图4,过点O作OHAP,那么AP2AH在RtOAH中,OA3,设OHm,AH2m,那么m2(2m)232解得所以(2)如图5,联结OQ、OP,那么QPO、OAP是等腰三角形又因为底角P公用,所以QPOOAP因此,即由此得到定义域是0x6图4 图5(3)如图6,联结OP,作OP的垂直平分线交AP于Q,垂足为D,那么QP、QO是Q的半径在RtQPD中,因此如图7,设M的半径为r由M与O内切,可得圆心距OM3r由M与Q外切,可得圆心距在RtQO
7、M中,OM3r,由勾股定理,得解得图6 图7 图8考点伸展如图8,在第(3)题情景下,如果M与O、Q都内切,那么M的半径是多少?同样的,设M的半径为r由M与O内切,可得圆心距OMr3由M与Q内切,可得圆心距在RtQOM中,由勾股定理,得解得r9例4 河北省中考第25题如图1,A(5,0),B(3,0),点C在y轴的正半轴上,CBO45,CD/AB,CDA90点P从点Q(4,0)出发,沿x轴向左以每秒1个单位长的速度运动,运动时间为t秒(1)求点C的坐标;(2)当BCP15时,求t的值;(3)以点P为圆心,PC为半径的P随点P的运动而变化,当P与四边形ABCD的边(或边所在的直线)相切时,求t的
8、值 图1答案(1)点C的坐标为(0,3)(2)如图2,当P在B的右侧,BCP15时,PCO30,;如图3,当P在B的左侧,BCP15时,CPO30,图2 图3(3)如图4,当P与直线BC相切时,t1;如图5,当P与直线DC相切时,t4;如图6,当P与直线AD相切时,t5.6图4 图5 图6【强化训练】1.(株洲23)如图1.已知AB是圆O的切线,切点为B,直线AO交圆O于C、D两点,CD=2,DAB=30,动点P在直线AB上运动,PC交圆O于另一点Q.(1)当点P运动到Q、C两点重合时(如图1),求AP的长.(2)点P在运动过程中,有几个位置(几种情况)使CQD的面积为?(直接写出答案)(3)
9、当CQD的面积为,且Q位于以CD为直径的上半圆周上,CQQD时(如图2),求AP的长.2.(苏州模拟28)如图1,RtDEF的直角边DE落在AB上,点D与点B重合,过A点作射线AC与斜边EF平行,已知AB=12,DE=4,DF=3.点P从A点出发,沿射线AC方向以每秒2个单位长度的速度运动,Q为AP的中点,设运动时间为妙().(1)当时,连结QE、PF,判断四边形PQEF的形状;(2)如图2,若在点P运动时,RtDEF同时沿着BA方向以每秒1个单位长度的速度运动,当点D运动到点A时,两个运动都停止,M为EF的中点.解答下列问题: 当D、M、Q三点在同一直线上时,求运动时间;在运动过程中,是否存在以点Q为圆心的圆与RtDEF的两条直角边所在的直线都相切?若存在,求出此时的运动时间;若不存在,说明理由.9