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已知,如图,直角坐标系内的矩形ABCD,顶点A的坐标为(0,3),BC=2AB,...

已知,如图,直角坐标系内的矩形ABCD,顶点A的坐标为(0,3),BC=2AB,P为
AD边上一动点(与点A、D不重合),以点P为圆心作⊙P与对角线AC相切于点F,过P、F作直线L,交BC边于点E,当点P运动到点P1位置时,直线L恰好经过点B,此时直线的解析式是y=2x+1,
(Ⅰ)求BC、AP1的长;
(Ⅱ)设AP=m,梯形PECD的面积为S,求S与m之间的函数关系式,写出自变量m的取值范围;
(Ⅲ)以点E为圆心作⊙E与x轴相切,探究并猜想:⊙P和⊙E有哪几种位置关系,并求出AP相应的取值范围.

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(I)根据题意可求出点B的坐标,从而得出BC的长,再证明Rt△BP1A∽Rt△CAB.即可求出AP1的长; (II)过P作BC的垂线,则可证明四边形P1PEB为平行四边形,∴Rt△BAP1≌Rt△PGE,则s=-2m+9.1≤m<4. (III)由△EFC∽△ABC,则EC,PE,PF,再由△EFC∽△PFA,得出AP,再根据当时,外切;当时,相交;当时,外离三种情况得出答案. 【解析】 (Ⅰ)∵点在直线y=2x+1上, ∴B(0,1). 又∵A(0,3), ∴AB=2,BC=2AB=4. ∵P1为圆心,F1为P1与直线AC的切点, ∴P1F1⊥AC,∠BAF1+∠ABF1=90°. 又∵∠AP1F1+∠ABF1=90°, ∴∠AP1F1=∠BAF1. 在Rt△ABC和Rt△P1AB中, ∵∠BP1A=∠CAB, ∴Rt△BP1A∽Rt△CAB. ∴; (Ⅱ)PD=4-m,过P作BC的垂线,垂足为G, ∵PF∥P1F1,P1P∥BE, ∴四边形P1PEB为平行四边形, ∴P1B=PE. 又PG=AB, ∴Rt△BAP1≌Rt△PGE,AP1=GE=1. ∴EC=CG+GE=PD+GE=5-m, ∴s=-2m+9.(6分) 1≤m<4; (Ⅲ)当EF=1时, ∵△EFC∽△ABC, ∴,, ∵, ∴ 又△EFC∽△PFA, ∴, 当时,外切; 当时,相交; 当时,外离.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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