如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=-2x+b(b≥0)的位置随b的不同取值而变化.(1)已知⊙M的圆心坐标为(4,2),半径为2.当b=______时,直线l:y=-2x+b(b≥0)经过圆心M;当b=______
如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=-2x+b(b≥0)的位置随b的不同取值而变化.
(1)已知⊙M的圆心坐标为(4,2),半径为2.
当b=______时,直线l:y=-2x+b(b≥0)经过圆心M;
当b=______
如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=-2x+b(b≥0)的位置随b的不同取值而变化.(1)已知⊙M的圆心坐标为(4,2),半径为2.当b=______时,直线l:y=-2x+b(b≥0)经过圆心M;当b=______
如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=-2x+b(b≥0)的位置随b的不同取值而变化.
(1)已知⊙M的圆心坐标为(4,2),半径为2.
当b=______时,直线l:y=-2x+b(b≥0)经过圆心M;
当b=______
分析:
(1)①当直线经过圆心M(4,2)时,将圆心坐标代入直线解析式,即可求得b的值;②当若直线与⊙M相切,如答图1所示,应有两条符合条件的切线,不要遗漏.欲求此时b的值,可以先求出切点P的坐标,代入解析式即可;欲求切点P的坐标,可以构造相似三角形△PMN∽△BAO,求得PN=2MN,然后在Rt△PMN中利用勾股定理求出MN和PN,最后求出P点坐标;(2)本问关键是弄清直线扫过矩形ABCD的运动过程,可以分为五个阶段,分别求出每一阶段S的表达式,如答图2-4所示.
(1)①直线l:y=-2x+b(b≥0)经过圆心M(4,2)时,则有:2=-2×4+b,∴b=10;②若直线l:y=-2x+b(b≥0)与⊙M相切,如答图1所示,应有两条符合条件的切线.设直线与x轴、y轴交于A、B点,则A(,0)、B(0,b),∴OB=2OA.由题意,可知⊙M与x轴相切,设切点为D,连接MD;设直线与⊙M的一个切点为P,连接MP并延长交x轴于点G;过P点作PN⊥MD于点N,PH⊥x轴于点H.易证△PMN∽△BAO,∴PN:MN=OB:OA=2:1,∴PN=2MN.在Rt△PMN中,由勾股定理得:PM2=PN2+MN2,解得:MN=,PN=,∴PH=ND=MD-MN=2-,OH=OD-HD=OD-PN=4-,∴P(4-,2-),代入直线解析式求得:b=10-2;同理,当切线位于另外一侧时,可求得:b=10+2.(2)由题意,可知矩形ABCD顶点D的坐标为(2,2).由一次函数的性质可知,当b由小到大变化时,直线l:y=-2x+b(b≥0)向右平移,依次扫过矩形ABCD的不同部分.可得当直线经过A(2,0)时,b=4;当直线经过D(2,2)时,b=6;当直线经过B(6,0)时,b=12;当直线经过C(6,2)时,b=14.①当0≤b≤4时,S=0;②当4<b≤6时,如答图2所示.设直线l:y=-2x+b与x轴交于点P,与AD交于点Q.令y=0,可得x=,∴AP=-2;令x=2,可得y=b-4,∴AQ=b-4.∴S=S△APQ=AP•AQ=(-2)(b-4)=b2-2b+4;③当6<b≤12时,如答图3所示.设直线l:y=-2x+b与x轴交于点P,与CD交于点Q.令y=0,可得x=,∴AP=-2;令y=2,可得x=-1,∴DQ=-3.S=S梯形APQD=(DQ+AP)•AD=b-5;④当12<b≤14时,如答图4所示.设直线l:y=-2x+b与BC交于点P,与CD交于点Q.令x=6,可得y=b-12,∴BP=b-12,CP=14-b;令y=2,可得x=-1,∴DQ=-3,CQ=7-.S=S矩形ABCD-S△PQC=8-CP•CQ=b2+7b-41;⑤当b>14时,S=S矩形ABCD=8.综上所述,当b由小到大变化时,S与b的函数关系式为:.
点评:
本题是动线型压轴题,综合考查了一次函数的图象与性质、圆的切线性质、相似三角形、矩形、梯形、勾股定理以及图形面积等重要知识点,涉及的考点较多,难度较大,对同学们的解题能力提出了很高的要求.本题的难点在于:(I)第(1)②问中,圆的切线有两条,容易遗漏.求切点坐标时候,注意运用相似关系化简运算;(II)第(2)问中,动直线的运动过程分析是难点,注意划分为五个阶段,分别求出每个阶段S的表达式.