设边长为2a的正方形的中心A在直线l上,它的一组对边垂直于直线l,半径为r的⊙O的圆心O在直线l上运动,点A、O间距离为d.(1)如图①,当r<a时,根据d与a、r之

发布时间:2020-08-08 05:43:17

设边长为2a的正方形的中心A在直线l上,它的一组对边垂直于直线l,半径为r的⊙O的圆心O在直线l上运动,点A、O间距离为d.
(1)如图①,当r<a时,根据d与a、r之间关系,将⊙O与正方形的公共点个数填入下表:?d、a、r之间关系?公共点的个数?d>a+r
?d=a+r??a≤d<a+r??d=a-r??d<a-r?所以,当r<a时,⊙O与正方形的公共点的个数可能有______个;
(2)如图②,当r=a时,根据d与a、r之间关系,将⊙O与正方形的公共点个数填入下表:d、a、r之间关系?公共点的个数?d>a+r?d=a+r??a≤d<a+r??d<a?所以,当r=a时,⊙O与正方形的公共点个数可能有______个;
(3)如图③,当⊙O与正方形有5个公共点时,试说明r=a;
(4)就r>a的情形,请你仿照“当…时,⊙O与正方形的公共点个数可能有______个”的形式,至少给出一个关于“⊙O与正方形的公共点个数”的正确结论.
(注:第(4)小题若多给出一个正确结论,则可多得2分,但本大题得分总和不得超过12分).

网友回答

解:(1)
?d、a、r之间关系?公共点的个数?d>a+r?0
?d=a+r?1?a≤d<a+r?2?d=a-r?1?d<a-r?0所以,当r<a时,⊙O与正方形的公共点的个数可能有0,1,2个;

(2)?d、a、r之间关系?公共点的个数?d>a+r?0?d=a+r?1?a≤d<a+r?2?d<a?4r=a时,⊙O与正方形的公共点个数可能有0,1,2,4个;

(3)连接OC.
则OE=OC=r,OF=EF-OE=2a-r.
在Rt△OCF中,由勾股定理,得
OF2+FC2=OC2,
即(2a-r)2+a2=r2,
4a2-4ar+r2+a2=r2,
5a2=4ar,
5a=4r,
∴r=a.

(4)当a<r<时,⊙O与正方形的公共点个数可能有0、1、2、4、6、7、8个;
②当r=a时,⊙O与正方形的公共点个数可能有0、1、2、5、8个;
③当时,⊙O与正方形的公共点个数可能有0、1、2、3、4、6、8个;
④当时,⊙O与正方形的公共点个数可能有0、1、2、3、4个;
⑤当时,⊙O与正方形的公共点个数可能有0、1、2、3、4个.
解析分析:(1)、(2)可根据圆心和正方形的中心之间的距离,和正方形的边长与圆的半径的比较得出两个图形的位置关系;
(3)连接圆心与圆上的正方形的顶点,在所构成的直角三角形中,用r表示出圆心到弦的距离,然后根据勾股定理求出r的值;
(4)可先判断正方形与圆的位置关系,然后再判断公共点的个数.

点评:本题是一道较为新颖的几何压轴题.考查圆、相似、正方形等几何知识,综合性较强,有一定的难度,试题的区分度把握非常得当,是一道很不错的压轴题.
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