(2005?常州)已知⊙O的半径为1,以O为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD,顶点B的坐标
(2005?常州)已知⊙O的半径为1,以O为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD,顶点B的坐标为(?13,0),顶点A在x轴上方,顶点D在⊙O上运动.(1...
(2005?常州)已知⊙O的半径为1,以O为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD,顶点B的坐标为(?13,0),顶点A在x轴上方,顶点D在⊙O上运动.(1)当点D运动到与点A、O在一条直线上时,CD与⊙O相切吗?如果相切,请说明理由,并求出OD所在直线对应的函数表达式;如果不相切,也请说明理由;(2)设点D的横坐标为x,正方形ABCD的面积为S,求出S与x的函数关系式,并求出S的最大值和最小值.
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解:(1)CD与⊙O相切.
∵A、D、O在一直线上,∠ADC=90°,
∴∠CDO=90°,
∴CD是⊙O的切线.
CD与⊙O相切时,有两种情况:
①切点在第二象限时(如图1),
设正方形ABCD的边长为a,则a2+(a+1)2=13,
解得a=2,或a=-3(舍去),
过点D作DE⊥OB于E,
则Rt△ODE∽Rt△OBA,
∴
=
=
,
∴DE=
,OE=
,
∴点D1的坐标是(-
,
),
∴OD所在直线对应的函数表达式为y=?
x;
②切点在第四象限时(如图2),
设正方形ABCD的边长为b,则b2+(b-1)2=13,
解得b=-2(舍去),或b=3,
过点D作DF⊥OB于F,则Rt△ODF∽Rt△OBA,
∴
=
=
,
∴OF=
,DF=
∵A、D、O在一直线上,∠ADC=90°,
∴∠CDO=90°,
∴CD是⊙O的切线.
CD与⊙O相切时,有两种情况:
①切点在第二象限时(如图1),
设正方形ABCD的边长为a,则a2+(a+1)2=13,
解得a=2,或a=-3(舍去),
过点D作DE⊥OB于E,
则Rt△ODE∽Rt△OBA,
∴
OD |
OB |
DE |
BA |
OE |
OA |
∴DE=
2
| ||
13 |
3
| ||
13 |
∴点D1的坐标是(-
3
| ||
13 |
2
| ||
13 |
∴OD所在直线对应的函数表达式为y=?
2 |
3 |
②切点在第四象限时(如图2),
设正方形ABCD的边长为b,则b2+(b-1)2=13,
解得b=-2(舍去),或b=3,
过点D作DF⊥OB于F,则Rt△ODF∽Rt△OBA,
∴
OD |
OB |
OF |
OA |
DF |
BA |
∴OF=
2
| ||
13 |