在直角坐标系中,△ABC满足,∠C=90°,AC=2,BC=1,点A,C分别在x轴、y轴上,当A点从原点开始在正x轴上运动时,点C随着在正y轴上运动.
(1)当A在原点时,求原点O到点B的距离OB;
(2)当OA=OC时,求原点O到点B的距离OB;
(3)求原点O到点B的距离OB的最大值,并确定此时图形应满足什么条件?
网友回答
解:(1)当A点在坐标原点时,如图,
AC在y轴上,BC⊥y轴,
所以.
目的是从特殊情况理解题意,考察勾股定理的基本应用与计算.
(2)当OA=OC时,如图,△OAC是等腰直角三角形,AC=2.
所以∠1=∠2=45°,.
过点B作BE⊥OA于E,过点C作CD⊥OC,且CD与BE交于点D,
则∠3=90°-∠ACD=90°-(90°-45°)=45°.又BC=1,
所以,,
因此.
(3)解法一:如图所示,设∠ACO=θ,过C作CD⊥OC,
由于∠BCA=90°,所以∠BCD=θ.由AC=2,BC=1,可以得B点的坐标
为B(cosθ,sinθ+2cosθ).则l2=OB2=cos2θ+(sinθ+2cosθ)2=cos2θ+sin2θ+4sinθcosθ+4cos2θ=1+2sin2θ+4cos2θ=3+2sin2θ+2(2cos2θ-1)=3+2sin2θ+2cos2θ==
当时,,所以.
解法二:如图,取AC的中点E,连接OE,BE.在Rt△AOC中,OE是斜边AC上的中线,所以.
在△ACB中,BC=1,,
所以.
若点O,E,B不在一条直线上,则,
若点O,E,B在一条直线上,
则,
所以当点O,E,B在一条直线上时,OB取到最大值,
最大值是.
当O,E,B在一条直线上时,OB取到最大值时,
从下图可见,OE=1,.∠CEB=45°,但CE=OE=1,
.
解析分析:(1)根据勾股定理即可求解;
(2)当OA=OC时,如图,△OAC是等腰直角三角形,过点B作BE⊥OA于E,过点C作CD⊥OC,且CD与BE交于点D,再根据两点间的距离公式即可求解;
(3)取AC的中点E,连接OE,BE.在Rt△AOC中,OE是斜边AC上的中线,所以.证明当O,E,B在一条直线上时,OB取到最大值时即可求解;
点评:本题考查了两点间的距离公式及坐标与图形的性质,难度较大,主要是巧妙地利用了线段的基本性质:两点间线段最短.一般地说,线段基本性质常用来求最小值.即线段AB长为定值时,AC+BC的最小值为AB,此时C在AB上.这是线段基本性质的一种应用;而另一种应用往往为人们所忽视:如果两条线段AC和CB在C点接在一起,AC=m与CB=n都是定长;那么AC+BC的最大值为m+n,此时C、A、B三点共线.