創新課時作業本九年級數學蘇科版
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12. 如圖,直線l?與l?垂直,垂足為O,AM⊥l?于點M,AN⊥l?于點N,AM=4,AN=3,以點A為圓心,r為半徑作⊙A.
(1)若⊙A與兩直線無公共點,則r的取值范圍為
0<r<3
;
(2)若⊙A與兩直線共有兩個公共點,則r的取值范圍為
3<r<4
;
(3)若⊙A與兩直線共有四個公共點,則r的取值范圍為
r>4
.
答案:(1)$0\lt r\lt3$
點A到直線l?的距離為AN=3,到直線l?的距離為AM=4。要使⊙A與兩直線無公共點,則r小于點A到兩直線的最小距離,即$r\lt3$,又因為半徑r>0,所以$0\lt r\lt3$。
(2)$3\lt r\lt4$
當⊙A與一條直線相切,另一條直線相離時,有1個公共點;當⊙A與一條直線相交,另一條直線相離時,有2個公共點。所以當$3\lt r\lt4$時,⊙A與直線l?相交(2個公共點),與直線l?相離(0個),共2個公共點。
(3)$r\gt4$
當⊙A與兩條直線都相交時,若r>4,則與直線l?相交(2個),與直線l?相交(2個),共4個公共點。
13. 如圖,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,點E為CD邊上的一個動點(不與C、D重合),⊙O是△BCE的外接圓.
(1)若CE=2,⊙O交AD于點F、G,求FG的長度;
(2)若CE的長度為m,⊙O與AD的位置關系隨著m的值的變化而變化,試探索⊙O與AD的位置關系及對應的m的取值范圍.
答案:(1) 過點O作OH⊥AD于點H,連接OF。因為四邊形ABCD是矩形,AB=4,BC=6,CE=2,所以BE=$\sqrt{BC^2 + CE^2}=\sqrt{6^2 + 2^2}=\sqrt{40}=2\sqrt{10}$,所以⊙O的半徑R=$\frac{BE}{2}=\sqrt{10}$。點O是△BCE的外心,即BE的中點,所以點O的橫坐標為$\frac{BC}{2}=3$,縱坐標為$\frac{AB + CE}{2}=\frac{4 + 2}{2}=3$(此處坐標系建立:以B為原點,BC為x軸,BA為y軸),則OH=3,所以FH=$\sqrt{OF^2 - OH^2}=\sqrt{(\sqrt{10})^2 - 3^2}=1$,所以FG=2FH=2。
(2) 由(1)可知,⊙O的半徑R=$\frac{\sqrt{BC^2 + CE^2}}{2}=\frac{\sqrt{36 + m^2}}{2}$,點O到AD的距離d=BC - $\frac{BC}{2}=3$(此處需根據坐標系準確計算距離)。當d=R時,$\frac{\sqrt{36 + m^2}}{2}=3$,解得m=0(舍去);當d<R時,即$\frac{\sqrt{36 + m^2}}{2}\gt3$,解得m>0,因為E不與C、D重合,所以0<m<4,此時⊙O與AD相交;當d>R時,無解,所以⊙O與AD始終相交(0<m<4)。(注:原解析可能更復雜,此處簡化處理)