如图,ABCD为菱形,∠ABC=β,有一个半径为r的⊙O,圆心O在菱形的内部,且到B点的距离为a,当圆心O在菱形内部运动时,⊙O的半径和圆心到B点的距离a都发生变化.

发布时间:2020-08-09 06:21:00

如图,ABCD为菱形,∠ABC=β,有一个半径为r的⊙O,圆心O在菱形的内部,且到B点的距离为a,当圆心O在菱形内部运动时,⊙O的半径和圆心到B点的距离a都发生变化.
(1)当满足什么条件时,圆心O在菱形内部运动时⊙O与菱形的两边BA、BC(或BA、BC的延长线)都相切?
(2)当圆心O在菱形内部运动时,请你求出满足什么条件时⊙O与菱形的两边BA、BC(或BA、BC的延长线)都相交、相离的所有情况.

网友回答

解:(1)设圆心O是菱形ABCD对角线BD上任意一点,过O作OE⊥BA于E.
在Rt△OEB中,∠EBO=,OB=a,
sin∠EBO=sin==,
∴OE=asin.
当r=sin时,⊙O的圆心在BD上运动时⊙O与BA、BC(或BA、BC的延长线)都相切.

(2)①设⊙O的圆心在菱形ABCD对角线上运动时,
当r>sin时,⊙O的圆心在BD上运动时⊙O与BA、BC(或BA、BC的延长线)都相交.
当r<sin时,⊙O的圆心在BD上运动时⊙O与BA、BC(或BA、BC的延长线)都相离.
②设⊙O的圆心不在菱形ABCD对角线上运动时,
如图,在菱形ABCD内任作BF,BF不是对角线,设∠ABF>,则∠CBF<,
设O为BF上任意一点,过O作OG⊥BA于G,作OH⊥BC于H,
在Rt△OGB中,sin∠ABF=,
∴OG=asin∠ABF.
在Rt△OHB中,sin∠CBF=,
∴OH=asin∠CBF.
当r>sin∠ABF(∠ABF>)时,⊙O的圆心在BF上运动时,⊙O与BA、BC(或BA、BC的延长线)都相交.
当r<sin∠CBF(∠CBF<)时,⊙O的圆心在BF上运动时,⊙O与BA、BC(或BA、BC的延长线)都相离.
解析分析:(1)当圆心O有可能在菱形的对角线上时:过O作OE⊥BA于E.
根据∠EBO与β的关系求出∠EBO的正弦值,然后根据半径与正弦值的关系确定圆与直线的关系;
(2)当圆心O有可能在菱形的对角线上时:过O作OE⊥BA于E.
根据∠EBO与β的关系求出∠EBO的正弦值,然后根据半径与正弦值的关系确定圆与直线的关系;
也有可能不在对角线上:过O作OG⊥BA于G,作OH⊥BC于H.
根据∠ABF和∠CBF与β的关系求出∠ABF和∠CBF的正弦值,然后根据半径与正弦值的关系确定圆与直线的关系.

点评:本题考查的是直线与圆的位置关系,解决此类问题可通过比较圆心到直线距离d与圆半径大小关系完成判定.
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