如图.已知直线l:y=kx+b与x轴.y轴分别交于点C.B两点.⊙A的圆心在x轴上.与x轴交于D.E两点.且与直线l相切于点B.作矩形OBGF.使得点G在⊙A上.F在x轴上.(1)填空:用k.b表示点的坐标:C ,B ,A , (2)当矩形OBGF是正方形时.求k的值, 的前提下.有一条抛物线y=ax2+mx+c(a.m.c均为常数.其中a≠0).经过点D.E两点.且顶点H.在弓形 题目和参考***——精英家教网——
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如图,已知直线l:y=kx+b(k,b为常数,且k≠0)与x轴,y轴分别交于点C,B两点.⊙A的圆心在x轴上,与x轴交于D,E两点,且与直线l相切于点B.作矩形OBGF,使得点G在⊙A上,F在x轴上.(1)填空:用k,b表示点的坐标:C;B;A;&(2)当矩形OBGF是正方形时,求k的值;&(3)在(2)的前提下,有一条抛物线y=ax2+mx+c(a,m,c均为常数,其中a≠0),经过点D,E两点,且顶点H,在弓形BG内(包括边界和弦BG),当≤b≤5,请你求出a的范围.
考点:圆的综合题,不等式的性质,勾股定理,矩形的判定与性质,正方形的性质,垂径定理,切线的性质,相似三角形的判定与性质
专题:综合题
分析:(1)连接AB,根据直线与坐标轴交点的坐标特征可用k、b的代数式表示点C、B的坐标;然后通过证明△AOB∽△BOC,就可求出OA长,从而得到点A的坐标.(2)过点A作BG的垂线,交BG于点M,交⊙A于点N,连接AB,由垂径定理可得BM=GM,易证四边形OBMA是矩形,从而得到OA=BM=BG=OB=,而OA=kb,就可求出k的值.(3)在(2)的条件下可以用b的代数式表示点D、E的坐标,然后将抛物线的解析式设成交点式,再转化为一般式,就可用a、b的代数式表示出顶点H的坐标,由于顶点H在线段MN之间,从而可以得到关于a、b的不等式组,然后利用条件“≤b≤5”及不等式的性质就可求出a的取值范围.
解答:解:(1)连接AB,如图1,由kx+b=0得x=-,则点C的坐标为(-,0),OC=.由x=0得y=b,则点B的坐标为(0,b),OB=b.∵BC与⊙A相切于点B,∴AB⊥BC,即∠ABC=90°.∵∠AOB=90°,∴∠ABO=90°-∠CBO=∠BCO.∵∠AOB=∠BOC=90°,∴△AOB∽△BOC.∴=.∴OB2=OA•OC.∴b2=OA•.∴OA=kb.∴点A的坐标为(kb,0).故***分别为:(-,0),(0,b),(kb,0).(2)过点A作BG的垂线,交BG于点M,交⊙A于点N,连接AB,如图2,则有AB=AN,BM=GM=BG.∵四边形OBGF是正方形,∴BG=OB=b.∴BM=b.∵∠OBG=∠BOE=∠BMA=90°,∴四边形OBMA是矩形.∴AM=OB=b,OA=BM=b.∵OA=kb,∴kb=b.∵b≠0,∴k=.∴k的值为.(3)如图2,∵∠AOB=90°,OA=b,OB=b,∴AN=AB=2+OB2=.∴AD=AE=AB=.∴点D的坐标为(,0),点E的坐标为(,0).可设过点D、E的抛物线的解析式为y=a(x-)(x-)则有y=ax2-abx-ab2.则顶点H的坐标为(-,2)-(-ab)24a),即H(,24).由题可知:点H在线段MN上,则b≤24≤.∵b>0,∴-5b2<0.∴-≥≥-,即-≤≤-.∵≤b≤5,∴≥≥.∴-≤-≤-.∴-≤-,-≥-×=-.∴-≤-≤≤-≤-,∴-≤≤-.∴-≤a≤-.∴a的取值范围为-≤a≤-.
点评:本题考查了圆的切线的性质、垂径定理、相似三角形的判定与性质、矩形的判定与性质、正方形的性质、不等式的性质、勾股定理等知识,有一定的综合性,而灵活使用不等式的性质是解决第三小题的关键.
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