已知,如图,直角坐标系内的矩形ABCD,顶点A的坐标为(0,3),BC=2AB,P为AD边上一动点(与点A、D不重合),以点P为圆心作⊙P与对角线AC相切于点F,过P

发布时间:2020-08-04 21:23:24

已知,如图,直角坐标系内的矩形ABCD,顶点A的坐标为(0,3),BC=2AB,P为
AD边上一动点(与点A、D不重合),以点P为圆心作⊙P与对角线AC相切于点F,过P、F作直线L,交BC边于点E,当点P运动到点P1位置时,直线L恰好经过点B,此时直线的解析式是y=2x+1,
(Ⅰ)求BC、AP1的长;
(Ⅱ)设AP=m,梯形PECD的面积为S,求S与m之间的函数关系式,写出自变量m的取值范围;
(Ⅲ)以点E为圆心作⊙E与x轴相切,探究并猜想:⊙P和⊙E有哪几种位置关系,并求出AP相应的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)∵点在直线y=2x+1上,
∴B(0,1).
又∵A(0,3),
∴AB=2,BC=2AB=4.
∵P1为圆心,F1为P1与直线AC的切点,
∴P1F1⊥AC,∠BAF1+∠ABF1=90°.
又∵∠AP1F1+∠ABF1=90°,
∴∠AP1F1=∠BAF1.
在Rt△ABC和Rt△P1AB中,
∵∠BP1A=∠CAB,
∴Rt△BP1A∽Rt△CAB.
∴;

(Ⅱ)PD=4-m,过P作BC的垂线,垂足为G,
∵PF∥P1F1,P1P∥BE,
∴四边形P1PEB为平行四边形,
∴P1B=PE.
又PG=AB,
∴Rt△BAP1≌Rt△PGE,AP1=GE=1.
∴EC=CG+GE=PD+GE=5-m,
∴s=-2m+9.
1≤m<4;

(Ⅲ)当EF=1时,
∵△EFC∽△ABC,
∴,,
∵,

又△EFC∽△PFA,
∴,
当时,外切;
当时,相交;
当时,外离.
解析分析:(I)根据题意可求出点B的坐标,从而得出BC的长,再证明Rt△BP1A∽Rt△CAB.即可求出AP1的长;
(II)过P作BC的垂线,则可证明四边形P1PEB为平行四边形,∴Rt△BAP1≌Rt△PGE,则s=-2m+9.1≤m<4.
(III)由△EFC∽△ABC,则EC,PE,PF,再由△EFC∽△PFA,得出AP,再根据当时,外切;当时,相交;当时,外离三种情况得出
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