如图,在平面直角坐标系,A,B两点的坐标分别为(0,-2),(0,8),以AB为一边作正方形ABCD,再以CD为
如图,在平面直角坐标系,A,B两点的坐标分别为(0,-2),(0,8),以AB为一边作正方形ABCD,再以CD为直径的半圆P.设x轴交半圆P于点E,交边CD于点F.(1)...
如图,在平面直角坐标系,A,B两点的坐标分别为(0,-2),(0,8),以AB为一边作正方形ABCD,再以CD为直径的半圆P.设x轴交半圆P于点E,交边CD于点F.(1)求线段EF的长;(2)连接BE,试判断直线B与⊙P的位置关系,并说明你的理由;(3)直线BE上是否存在着点Q,使得以Q为圆心、r为半径的圆,既与y轴相切又与⊙P外切?若存在,试求r的值;若不存在,请说明理由.
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解:(1)连接PE,EF=
=
=4(3分)
(2)(解法一)
∵
=
=2,
=
=2,
∴Rt△BOE∽Rt△EFP.
∴∠OBE=∠FEP.
∴∠OBE+∠OEB=90°?∠FEP+∠OEB=90°?∠BEP=90°.
∴直线B与⊙P相切.(3分)
(解法二)连接PB,
在Rt△PCB中,PB2=PC2+BC2=52+102=125,
在Rt△BOE中,BE2=BO2+OE2=82+62=100,
在△PEB中,BE2+PE2=100+25=PB2
∴∠PEB=90°.(3分)
∴直线B与⊙P相切.(1分)
(3)连接PQ,
∵⊙Q与⊙P外切,
∴PQ=r+5.(1分)
过Q作QM⊥y轴于M,交CD于N,
∵⊙Q与y轴相切,
∴QM=r.
∴QN=MN-QM=10-r.(1分)
∵MQ∥OE,
∴△BMQ∽△BOE.
∴
=
.
∴BM=
=
.
∴NP=NF-PF=MO-PF=BO-BM-PF=5-
.(2分)
(另解:直线DE所对应的函数关系式为y=-
x+8,设Q(r,h),代入得h=-
r+8,即NF=-
+8,从而NP=5-
)
∵在Rt△QNP中,QN2+NP2=PQ2∴(10-r)2+(5-
)2=(5+r)2
∴16r2-390r+900=0.(1分)
解得:r=
PE2?PF2 |
52?32 |
(2)(解法一)
∵
BO |
EF |
8 |
4 |
EO |
PF |
10?4 |
3 |
∴Rt△BOE∽Rt△EFP.
∴∠OBE=∠FEP.
∴∠OBE+∠OEB=90°?∠FEP+∠OEB=90°?∠BEP=90°.
∴直线B与⊙P相切.(3分)
(解法二)连接PB,
在Rt△PCB中,PB2=PC2+BC2=52+102=125,
在Rt△BOE中,BE2=BO2+OE2=82+62=100,
在△PEB中,BE2+PE2=100+25=PB2
∴∠PEB=90°.(3分)
∴直线B与⊙P相切.(1分)
(3)连接PQ,
∵⊙Q与⊙P外切,
∴PQ=r+5.(1分)
过Q作QM⊥y轴于M,交CD于N,
∵⊙Q与y轴相切,
∴QM=r.
∴QN=MN-QM=10-r.(1分)
∵MQ∥OE,
∴△BMQ∽△BOE.
∴
BM |
BO |
MQ |
OE |
∴BM=
8×r |
6 |
4r |
3 |
∴NP=NF-PF=MO-PF=BO-BM-PF=5-
4r |
3 |
(另解:直线DE所对应的函数关系式为y=-
4 |
3 |
4 |
3 |
4r |
3 |
4r |
3 |
∵在Rt△QNP中,QN2+NP2=PQ2∴(10-r)2+(5-
4r |
3 |
∴16r2-390r+900=0.(1分)
解得:r=
195±
|