【答案】解:(1)原点O在⊙P外.理由如下:
∵直线y?3x?23与x轴、y轴分别交于A,B两点, ∴点A?2, 0?,B0, ?23.
??在Rt△OAB中,∵tan?OBA?∴∠OBA=30°,
OA23??, OB233如答图1,过点O作OH⊥AB于点H, 在Rt△OBH中,OH?OB?sin?OBA?3, ∵3>1,∴原点O在⊙P外.
(2)如答图2,当⊙P过点B时,点P在y轴右侧时,
∵PB=PC,∴∠PCB=∠OBA=30°.
∴⊙P被y轴所截的劣弧所对的圆心角为:180°﹣30°﹣30°=120°. ∴弧长为:
120???12??. 180323同理:当⊙P过点B时,点P在y轴左侧时,弧长同样为:?. ∴当⊙P过点B时,⊙P被y轴所截得的劣弧的长为:?. (3)如答图3,当⊙P与x轴相切时,且位于x轴下方时,设切点为D,
∵PD⊥x轴,∴PD∥y轴. ∴∠APD=∠ABO=30°. ∴在Rt△DAP中,AD?DP?tan?DPA?1?tan30??∴OD?OA?AD?2?233, 33, 33,0). 3∴此时点D的坐标为:(2?当⊙P与x轴相切时,且位于x轴上方时,根据对称性可以求得此时切点的坐标为:(2?0).
综上所述,当⊙P与x轴相切时,切点的坐标为:(2?3,333,0)或(2?,0). 33【考点】圆和一次函数的的综合题;单动点问题;直线上点的坐标与方程的关系;锐角三角函数定义;特殊角的三角函数值;点与圆的位置关系的判定;扇形弧长的计算;直线与圆相切的性质;分类思想的应用. 【分析】(1)作辅助线“过点O作OH⊥AB于点H”,由直线y?3x?23与x轴、y轴分别交于A,B两点,可求得点A、B的坐标,从而根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值求得∠OBA=30°,进而应用三角函数可求得OH的长,继而根据点与圆的位置关系的判定求得结论.
(2)分点P在y轴右侧和点P在y轴左侧两种情况讨论:求得⊙P被y轴所截的劣弧所对的圆心角,则可求得弧长.
(3)分⊙P位于x轴下方和⊙P位于x轴上方两种情况讨论即可.
2. (2019年江苏连云港12分)在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将边长为2的正方形ABCD与边长为22的正方形AEFG按图1位置放置,AD与AE在同一直线上,AB与AG在同一直线上. (1)小明发现DG⊥BE,请你帮他说明理由.
(2)如图2,小明将正方形ABCD绕点A逆时针旋转,当点B恰好落在线段DG上时,请你帮他求出此时BE的长.
(3)如图3,小明将正方形ABCD绕点A继续逆时针旋转,将线段DG与线段BE相交,交点为H,写出△GHE与△BHD面积之和的最大值,并简要说明理由.
【答案】解:(1)∵四边形ABCD和四边形AEFG都为正方形,∴AD=AB,∠DAG=∠BAE=90°,AG=AE,
∴△ADG≌△ABE(SAS).∴∠AGD=∠AEB. 如答图1,延长EB交DG于点H, 在△ADG中,∵∠AGD+∠ADG=90°, ∴∠AEB+∠ADG=90°.
在△EDH中,∵∠AEB+∠ADG+∠DHE=180°,
∴∠DHE=90°. ∴DG⊥BE.
(2)∵四边形ABCD和四边形AEFG都为正方形,∴AD=AB,∠DAB=∠GAE=90°,AG=AE,
∴∠DAB+∠BAG=∠GAE+∠BAG,即∠DAG=∠BAE, ∴△ADG≌△ABE(SAS).∴DG=BE.
如答图2,过点A作AM⊥DG交DG于点M,则∠AMD=∠AMG=90°, ∵BD为正方形ABCD的对角线,∴∠MDA=45°. 在Rt△AMD中,∵∠MDA=45°,AD=2, ∴DM?AM?2. 在Rt△AMG中,根据勾股定理得:GM?AG2?AM2?6,
∵DG?DM?GM?2?6,∴BE?DG?2?6. (3)△GHE和△BHD面积之和的最大值为6,理由如下:
∵对于△