如图,在直角坐标系中,半圆直径为OC,半圆圆心D的坐标为(0,2),四边形OABC是矩形,点A的坐标为(6,0).
(1)若过点P(2,0)且与半圆D相切于点F的切线分别与y轴和BC边交于点H与点E,求切线PF所在直线的解析式;
(2)若过点A和点B的切线分别与半圆相切于点P1和P2(点P1、P2与点O、C不重合),请求P1、P2点的坐标并说明理由.(注:第(2)问可利用备用图作答).
网友回答
解:(1)设切线PH所在直线的解析式为y=kx+b.
解法一:设E点的坐标为(xE,4),过E点作ET⊥x轴于点T,连接DP、DF,则DF⊥PE,
在Rt△DOP和Rt△DFP中,∵OP=PF,OD=DF,∴△DOP≌△DFP.
在Rt△DOP中,tan∠DPO==.
∴∠DPO=30°,从而知∠OPEe=60度.
在Rt△EPT中,可求得PT=,
∴E点的坐标为(,4).
∵直线过P、E两点,∴解方程组,得
∴切线PF所在直线的解析式为y=-x+6.
解法二:∵点P的坐标为(2,0),且直线y=kx+b过点P,
∴2k+b=0,b=-2k.
设E点的坐标为(xE,4),过E点作ET⊥x轴于点T.
∵切线过E点,
∴kxE+b=4,xE=(4-b).
∵EC=EF,PF=PO,
∴PE=EF+FP.
在Rt△ETP中,PE2=ET2+PT2,
∴[(4-b)+2]2=42+[2-(4-b)]2,解方程,得k=-,b=6.
∴切线PF所在直线的解析式为y=-x+6.
(2)如备用图,
(ⅰ)当k<0时,设过点A且与半圆相切于P1点的切线方程为y=k1x+b1,P1点的坐标为(x1,y1),切线与边BC交于点S,过点S作ST1⊥x轴于点T1.
同上理,可得b1=-6k1,∴[(4-b1)+6]2=42+[6-(4-b1)]2,
解方程,得k1=-,b1=.
∵直线y=k1x+b1与边BC交于点S(x2,4),
∴4=-x2+,解方程,得x2=.
∵=,
∴(+6)y1=6×4,解得y1=,代入y=-x+,解得x1=.
∴所求满足条件的P1点的坐标为(,).
(ⅱ)当k>0时,据圆的对称性知P2点是P1点关于直线y=2对称的点,从而可得P2点的坐标为(,).
解析分析:(1)设出切线PH所在直线的解析式,过E点作ET⊥x轴于点T,连接DP、DF,则DF⊥PE,构造出直角三角形,利用特殊角的三角函数值求出E点的坐标,根据直线过P、E两点,列出方程组求出未知数的值,进而求出切线的解析式;
(2)分当k<0,设过点A且与半圆相切于P1点的切线方程为y=k1x+b1,P1点的坐标为(x1,y1),切线与边BC交于点S,过点S作ST1⊥x轴于点T1.利用三角形相似求出P1点的坐标.
k>0时,据圆的对称性知P2点是P1点关于直线y=2对称的点,从而可得P2点的坐标.
点评:此题难度很大,把一次函数,圆,三角形的知识结合起来,综合性很强,解答此题的关键是根据题意画出图形,利用数形结合求出结论.