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第二节 点、直线与圆的位置关系
直线与圆的位置关系
1.(2021遵义中考)如图,矩形ABCD中,AB=4,BC=3,连接AC,⊙P和⊙Q分别是△ABC和△ADC的内切圆,则PQ的长是(B)
A.eq \f(5,2)B.eq \r(5)C.eq \f(\r(5),2)D.2eq \r(2)
,(第1题图)) ,(第2题图))
2.(2021遵义中考)如图,△ABC中,∠BAC=120°,AB=AC=6.P是底边BC上的一个动点(P与B,C不重合).以P为圆心,PB为半径的⊙P与射线BA交于点D,射线PD交射线CA于点E.
(1)若点E在线段CA的延长线上,设BP=x,AE=y,求y关于x的函数关系式,并写出x的取值范围;
(2)当BP=2eq \r(3)时,试说明射线CA与⊙P是否相切;
(3)连接PA,若S△APE=eq \f(1,8)S△ABC,求BP的长.
解:(1)过点A作AF⊥BC于点F,过P作PH⊥AB于点H,
∵∠BAC=120°,AB=AC=6,∴∠B=∠C=30°,
∵PB=PD,∴∠PDB=∠B=30°,
CF=AC·cos30°=6×eq \f(\r(3),2)=3eq \r(3).
∴∠ADE=30°,∴∠DAE=∠CPE=60°,
∴∠CEP=90°,∴CE=AC+AE=6+y,
∴PC=eq \f(CE,sin60°)=eq \f(2\r(3)(6+y),3),
∴BC=6eq \r(3),∴PB+CP=x+eq \f(2\r(3)(6+y),3)=6eq \r(3),
∴y=-eq \f(\r(3),2)x+3,∵BD=2BH=eq \r(3)x<6,
∴x<2eq \r(3),∴x的取值范围为0<x<2eq \r(3);
(2)∵BP=2eq \r(3),∴CP=4eq \r(3),
∴PE=eq \f(1,2)PC=2eq \r(3)=PB,
∴D,E,A三点重合,由(1)得,∠CDP=90°即CA⊥PD,又∵PD是⊙P的半径.
∴射线CA与⊙P相切;
(3)当D点在线段BA上时,连接AP,
∵S△ABC=eq \f(1,2)·BC·AF=eq \f(1,2)·6eq \r(3)×3=9eq \r(3),
又S△APE=eq \f(1,2)AE·PE
=eq \f(1,2)y·eq \f(\r(3),3)×(6+y)=eq \f(1,8)S△ABC=eq \f(9,8)eq \r(3),
∴y=eq \f(\r(63)-6,2),将y=eq \f(\r(63)-6,2)代入y=-eq \f(\r(3),2)x+3,得x=4eq \r(3)-eq \r(21);
当D点在BA延长线上时,
PC=eq \f(2\r(3),3)EC=eq \f(2\r(3),3)(6-y),
∴PB+CP=x+eq \f(2\r(3),3)(6-y)=6eq \r(3),
∴y=eq \f(\r(3),2)x-3,
∵∠PEC=90°,∴PE=eq \f(EC,\r(3))=eq \f(AC-AE,\r(3))=eq \f(\r(3),3)(6-y),
∴S△APE=eq \f(1,2)AE·PE=eq \f(1,2)y·eq \f(\r(3),3)(6-y)=eq \f(1,8)S△ABC=eq \f(9\r(3),8),
∴y=eq \f(3,2)或eq \f(9,2),代入得x=3eq \r(3)或5eq \r(3),
综上所述,BP的长为4eq \r(3)-eq \r(21)或3eq \r(3)或5eq \r(3).
3.(2021遵义中考)如图,在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠DAB=90°,且∠ABC=60°,AB=BC,△ACD的外接圆⊙O交BC于点E,连接DE并延长,交AC于点P,交AB延长线于点F.
(1)求证:CF=DB;
(2)当AD=eq \r(3)时,试求点E到CF的距离.
解:(1)连接AE,∵∠ABC=60°,AB=BC,
∴△ABC为等边三角形.
∵AB∥CD,∠DAB=90°,
∴∠ADC=∠DAB=90°,∴AC为⊙O的直径,
∴∠AEC=90°,即AE⊥BC,∴BE=CE.
∵AB∥CD,∴CD∥BF,∴∠DCE=∠FBE.
在△DCE和△FBE中,eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(∠DCE=∠FBE,,CE=BE,,∠CED=∠BEF,))
∴△DCE≌△FBE,∴DC=FB,
∴四边形BDCF为平行四边形,∴CF=DB;
(2)过点E作EH⊥CF于点H.
∵△ABC为等边三角形,
∴∠BAC=60°,∴∠DAC=30°
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