∴BN=AE+GN.
28.(7分)对于平面直角坐标系xOy中的图形W1和图形W2,给出如下定义:在图形W1
上存在两点A,B(点A与点B可以重合),在图形W2上存在两点M,N(点M与点N可以重合),使得AM=2BN,则称图形W1和图形W2满足限距关系. (1)如图1,点C(1,0),D(﹣1,0),E(0,可以与点D,E重合),连接OP,CP. ①线段OP的最小值为 ≤2 ;
②在点O,点C中,点 O 与线段DE满足限距关系; (2)如图2,⊙O的半径为1,直线y=
x+b(b>0)与x轴、y轴分别交于点F,G.若
,最大值为 ,线段CP的取值范围是 ≤CP),点P在线段DE上运动(点P
线段FG与⊙O满足限距关系,求b的取值范围;
(3)⊙O的半径为r(r>0),点H,K是⊙O上的两点,分别以H,K为圆心,1为半径作圆得到⊙H和⊙K,若对于任意点H,K,⊙H和⊙K都满足限距关系,直接写出r的取值范围.
【分析】(1)①根据垂线段最短以及已知条件,确定OP,CP的最大值,最小值即可解决问题.
②根据限距关系的定义判断即可. (2)直线y=
x+b与x轴、y轴分别交于点F,G(0,b),分三种情形:①线段FG
在⊙O内部,②线段FG与⊙O有交点,③线段FG 与⊙O没有交点,分别构建不等式
求解即可.
(2)如图3中,不妨设⊙K,⊙H的圆心在x轴上位于y轴的两侧,根据⊙H和⊙K都满足限距关系,构建不等式求解即可. 【解答】解:(1)①如图1中,
∵D(﹣1,0),E(0,∴OD=1,OE=∴tan∠EDO=
, =
,
),
∴∠EDO=60°,
当OP⊥DE时,OP=OD?sin60°=
,此时OP的值最小,
,
,
当点P与E重合时,OP的值最大,最大值为
当CP⊥DE时,CP的值最小,最小值=CD?cos60°=当点P与D或E重合时,PC的值最大,最大值为2, 故答案为:
,
,
≤CP≤2.
②根据限距关系的定义可知,线段DE上存在两点M,N,满足OM=2ON, 故点O与线段DE满足限距关系. 故答案为O.
(2)直线y=
x+b与x轴、y轴分别交于点F,G(0,b),
当0<b<1时,线段FG在⊙O内部,与⊙O无公共点,
此时⊙O上的点到线段FG的最小距离为1﹣b,最大距离为1+b, ∵线段FG与⊙O满足限距关系, ∴1+b≥2(1﹣b),
解得b≥,
∴b的取值范围为≤b<1.
当1≤b≤2时,线段FG与⊙O有公共点,线段FG与⊙O满足限距关系, 当b>2时,线段FG在⊙O的外部,与⊙O没有公共点,
此时⊙O上的点到线段FG的最小距离为b﹣1,最大距离为b+1, ∵线段FG与⊙O满足限距关系, ∴b+1≥2(b﹣1), 而b+1≥2(b﹣1)总成立,
∴b>2时,线段FG 与⊙O满足限距关系, 综上所述,b的取值范围为b≥.
(3)如图3中,不妨设⊙K,⊙H的圆心在x轴上位于y轴的两侧,
两圆的距离的最小值为2r﹣2,最大值为2r+2, ∵⊙H和⊙K都满足限距关系, ∴2r+2≥2(2r﹣2), 解得r≤3,
故r的取值范围为0<r≤3.
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