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(1)求二次函数的解析式;
(2)射线OM从y轴正半轴开始,绕点O顺时针方向以每秒15°的速度旋转,几秒后射线OM与⊙O1相切?(切点为M)
(3)当射线OM与⊙O1相切时,在射线OM上是否存在一点P,使得以P,O,A为顶点的三角形与△OO1M相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(1)根据圆心的坐标和圆的半径求出点A、B的坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;
(2)根据切线的定义可得O1M⊥OM,然后利用直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半求出∠O1OM=30°,再分OM在第一象限和第四象限两种情况求出旋转角,再列式求出时间即可;
(3)①OM在第一象限时,过点A作AP1⊥x轴交OM于P1,解直角三角形求出P1A,然后写出点P的坐标即可;过点A作AP2⊥OM于P2,过点P2作P2H⊥x轴于H,先根据直角三角形30°角所对的直角边等于斜边的一半求出P2A,再求出OP2,然后求出OH、P2H,再写出点P的坐标即可;②OM在第四象限时,利用轴对称的性质写出点P的坐标即可.
解:(1)∵圆心O1的坐标为(2,0),⊙O1的半径是1,
∴点A(1,0),B(3,0),
∵二次函数y=-x2+bx+c的图象经过A,B两点,
∴二次函数解析式为y=-x2+4x-3;
(2)∵OM是⊙O1的切线,
∴O1M⊥OM,
∵OM1=OO1=1,
∴∠O1OM=30°,
①OM在第一象限时,射线OM旋转了90°-30°=60°,
∵射线OM从y轴正半轴开始,绕点O顺时针方向以每秒15°的速度旋转,
∴射线OM旋转了60°÷15°=4秒;
②由对称性可知OM在第四象限内与⊙O1相切于点M,
射线OM旋转了90°+30°=120°,
∵射线OM从y轴正半轴开始,绕点O顺时针方向以每秒15°的速度旋转,
∴射线OM旋转了120°÷15°=8秒;
综上所述,4秒或8秒后射线OM与⊙O1相切;
(3)存在.
①OM在第一象限时,过点A作AP1⊥x轴交OM于P1,可得Rt△OP1A∽Rt△△OO1M,
P1A=OAotan30°=1×=,
∴点P1(1,),
②过点A作AP2⊥OM于P2,过点P2作P2H⊥x轴于H,可得Rt△OAP1∽Rt△△OO1M,
在Rt△OP2A中,P2A=OA=×1=,
OP2=OAocos30°=1×=,
在Rt△OP2H中,OH=OP2×cos30°=×=,
P2H=OP2×sin30°=×=,
∴点P2(,);
②OM在第四象限内与⊙O1相切于点M时,由对称性知,还有P3(1,-),P4(,-),
综上所述,符合条件的点P有P1(1,),P2(,),P3(1,-),P4(,-).