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如图1,已知⊙O的半径为2,点A的坐标为(-4,0),点B为⊙O上的动点,以AB为边向外做正方形ABCD.
(1)当点B在y轴的正半轴上时,如图2,求点C的坐标.
(2)当直线AB与⊙O相切时,求直线AB的解析式.
(3)设动点B的横坐标为m,正方形ABCD的面积为S,求出S与m的函数关系式,并判断正方形ABCD的面积是否存在最大值或最小值?如果存在,求出m的值,如果不存在,试说明理由.
分析:(1)如图2,过点C作CE⊥y轴于点E,构建全等三角形(△ABO≌△BCE),根据全等三角形的对应边相等证得OB=EC=2,OA=EB=4,则OE=OB+EB=6,所以C(-2,6);
(2)如图3,连接OB,过点B作BD⊥OA于点D.利用切线的性质证得∠ABO=90°.通过解直角△ABO和直角△ABD可以求得点B的坐标是B(-1,
3
).然后把点A、B的坐标分别代入直线AB的方程
y=kx+b(k≠0),列出关于k、b数的方程组,通过解方程组即可求得它们的值;
(3)理由勾股定理求得AB2=AD2+BD2=(4+m)2+4-m2=8m+20.即S=8m+20.所以结合图形可知-2≤m≤2,则4≤S≤36.即当m=2时,S最大值=36;当m=-2时,S最小值=4.
解答:解:(1)如图2,∵⊙O的半径为2,点A的坐标为(-4,0),四边形ABCD是正方形,
∴OA=4,OB=2,AB=BC,∠ABC=90°.
过点C作CE⊥y轴于点E,则∠1=∠2(同脚的余角相等).
∵在△ABO与△BCE中,
∠AOB=∠BEC
∠1=∠2
AB=BC
,
∴△ABO≌△BCE(ASA),
∴OB=EC=2,OA=EB=4,
∴OE=OB+EB=2+4=6,
∴C(-2,6);

(2)如图3,连接OB,过点B作BD⊥OA于点D.
∵AB是⊙O的切线,
∴∠ABO=90°.
∵OB=2,OA=4,
∴OB=
1
2
OA,
∴∠BAO=30°,
∴AB=2
3
,
∴BD=
3
,AD=3,则OD=OA-AD=1,
∴B(-1,
3
).
设直线AB的解析式为:y=kx+b(k≠0).把A(-4,0),B(-1,
3
)代入,得
-4k+b=0
-k+b=
3
,
解得,
k=
3
3
b=
4
3
3
,
∴直线AB的解析式为:y=
3
3
x+
4
3
3
.
∵直线AB′与直线AB关于x轴对称,
∴直线AB′的解析式为:y=-
3
3
x-
4
3
3
.
综上所述,满足条件的直线AB的方程为y=
3
3
x+
4
3
3
或y=-
3
3
x-
4
3
3
;

(3)正方形ABCD的面积存在最大值或最小值.理由如下:
如图3,在直角△OBD中,OB=2,OD=|m|,则根据勾股定理求得BD2=OB2-OD2=4-m2.
在直角△ABD中,根据勾股定理,得到AB2=AD2+BD2=(4+m)2+4-m2=8m+20.即S=8m+20.
∵-2≤m≤2,
∴4≤S≤36.即当m=2时,S最大值=36;当m=-2时,S最小值=4.
综上所述,S与m的函数关系式是S=8m+20,当m=2时,S最大值=36;当m=-2时,S最小值=4.
点评:本题综合考查了圆的切线的性质,待定系数法求一次函数解析式,正方形面积的求法等知识点.解题时,充分体现了“数学结合”数学思想的优势,使抽象的问题变得形象化,降低了题的难度与梯度.
练习册系列答案
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科目:初中数学 来源: 题型:

3、司机在驾驶汽车时,发现紧急情况到踩下刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间.之后还会继续行驶一段距离.我们把司机从发现紧急情况到汽车停止所行驶的这段距离叫“刹车距离”(如图).
已知汽车的刹车距离s(单位:m)与车速v(单位:m/s)之同有如下关系:s=tv+kv2其中t为司机的反应时间(单位:s),k为制动系数.某机构为测试司机饮酒后刹车距离的变化,对某种型号的汽车进行了“醉汉”驾车测试,已知该型号汽车的制动系数k=0.08,并测得志愿者在未饮酒时的反应时间t=0.7s
(1)若志愿者未饮酒,且车速为11m/s,则该汽车的刹车距离为多少m(精确到0.1m);
(2)当志愿者在喝下一瓶啤酒半小时后,以17m/s的速度驾车行驶,测得刹车距离为46m.假如该志愿者当初是以11m/s的车速行驶,则刹车距离将比未饮酒时增加多少?(精确到0.1m)
(3)假如你以后驾驶该型号的汽车以11m/s至17m/s的速度行驶,且与前方车辆的车距保持在40m至50m之间.若发现前方车辆突然停止,为防止“追尾”.则你的反应时间应不超过多少秒?(精确到0.01s)

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司机在驾驶汽车时,发现紧急情况到踩下刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间.之后还会继续行驶一段距离.我们把司机从发现紧急情况到汽车停止所行驶的这段距离叫“刹车距离”(如图).

已知汽车的刹车距离s(单位:米)与车速v(单位:米/秒)之间有如下关系:s=tv+kv2,其中t为司机的反应时间(单位:秒),k为制动系数.某机构为测试司机饮酒后刹车距离的变化,对某种型号的汽车进行了“醉汉”驾车测试,已知该型号汽车的制动系数k=0.1,并测得志愿者在未饮酒时的反应时间t=0.5秒.
(1)若志愿者未饮酒,且车速为15米/秒,则该汽车的刹车距离为
30
30
米.
(2)当志愿者在喝下一瓶啤酒半小时后,以15米/秒的速度驾车行驶,测得刹车距离为52.5米,此时该志愿者的反应时间是
2
2
秒.
(3)假如该志愿者喝酒后以10米/秒的车速行驶,反应时间即第(2)题求出来的量,则刹车距离将比未饮酒时增加多少?
(4)假如你以后驾驶该型号的汽车以15 米/秒的速度行驶,且与前方车辆的车距保持在42米至50 米之间.若发现前方车辆突然停止,为防止“追尾”.则你的反应时间应少于多少秒?
(5)通过本题的数据,谈谈你对“酒驾”的认识.

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科目:初中数学 来源: 题型:

司机在驾驶汽车时,发现紧急情况到踩下刹车需要一段时间,这段时间叫反应时间.之后还会继续行驶一段距离.我们把司机从发现紧急情况到汽车停止所行驶的这段距离叫“刹车距离”(如图).
已知汽车的刹车距离s(单位:米)与车速v(单位:米/秒)之间有如下关系:s=tv+kv2其中t为司机的反应时间(单位:秒),k为制动系数.某机构为测试司机饮酒后刹车距离的变化,对某种型号的汽车进行了“醉汉”驾车测试,已知该型号汽车的制动系数k=0.1,并测得志愿者在未饮酒时的反应时间t=0.5秒
(1)若志愿者未饮酒,且车速为10米/秒,则该汽车的刹车距离为
米;
(2)当志愿者在喝下一瓶啤酒半小时后,以15米/秒的速度驾车行驶,测得刹车距离为52.5米,此时该志愿者的反应时间是
秒.
(3)假如该志愿者当初是以10米/秒的车速行驶,则刹车距离将比未饮酒时增加多少?
(4)假如你以后驾驶该型号的汽车以10米/秒至15 米/秒的速度行驶,且与前方车辆的车距保持在42米至50 米之间.若发现前方车辆突然停止,为防止“追尾”.则你的反应时间应不超过多少秒?

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科目:初中数学 来源: 题型:解答题

如图1,已知⊙O的半径为2,点A的坐标为(-4,0),点B为⊙O上的动点,以AB为边向外做正方形ABCD.
(1)当点B在y轴的正半轴上时,如图2,求点C的坐标.
(2)当直线AB与⊙O相切时,求直线AB的解析式.
(3)设动点B的横坐标为m,正方形ABCD的面积为S,求出S与m的函数关系式,并判断正方形ABCD的面积是否存在最大值或最小值?如果存在,求出m的值,如果不存在,试说明理由.
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