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manfen5.com 满分网如图,第一象限内半径为2的⊙C与y轴相切于点A,作直径AD,过点D作⊙C的切线l交x轴于点B,P为直线l上一动点,已知直线PA的解析式为:y=kx+3.
(1)设点P的纵坐标为p,写出p随变化的函数关系式.
(2)设⊙C与PA交于点M,与AB交于点N,则不论动点P处于直线l上(除点B以外)的什么位置时,都有△AMN∽△ABP.请你对于点P处于图中位置时的两三角形相似给予证明;
(3)是否存在使△AMN的面积等于manfen5.com 满分网的k值?若存在,请求出符合的k值;若不存在,请说明理由.
(1)由切线的性质知∠AOB=∠OAD=∠ADB=90°,所以可以判定四边形OADB是矩形;根据⊙O的半径是2求得直径AD=4,从而求得点P的坐标,将其代入直线方程y=kx+3即可知p变化的函数关系式; (2)连接DN.∵直径所对的圆周角是直角,∴∠AND=90°,∴根据图示易证∠AND=∠ABD;然后根据同弧所对的圆周角相等推知∠ADN=∠AMN,再由等量代换可知∠ABD=∠AMN;最后利用相似三角形的判定定理AA证明△AMN∽△ABP; (3)存在.把x=0代入y=kx+3得y=3,即OA=BD=3,然后由勾股定理求得AB=5;又由相似三角形的相似比推知相似三角形的面积比.分两种情况进行讨论:①当点P在B点上方时,由相似三角形的面积比得到k2-4k-2=0,解关于k的一元二次方程;②当点P在B点下方时,由相似三角形的面积比得到k2+1=-(4k+3),解关于k的一元二次方程. 【解析】 (1)∵y轴和直线l都是⊙C的切线, ∴OA⊥AD,BD⊥AD; 又∵OA⊥OB, ∴∠AOB=∠OAD=∠ADB=90°, ∴四边形OADB是矩形; ∵⊙C的半径为2, ∴AD=OB=4; ∵点P在直线l上, ∴点P的坐标为(4,p); 又∵点P也在直线AP上, ∴p=4k+3; (2)连接DN. ∵AD是⊙C的直径, ∴∠AND=90°, ∵∠ADN=90°-∠DAN,∠ABD=90°-∠DAN, ∴∠ADN=∠ABD, 又∵∠ADN=∠AMN, ∴∠ABD=∠AMN(4分) ∵∠MAN=∠BAP(5分) ∴△AMN∽△ABP(6分) (3)存在.(7分) 理由:把x=0代入y=kx+3得:y=3,即OA=BD=3, AB=, ∵S△ABD=AB•DN=AD•DB ∴DN==, ∴AN2=AD2-DN2=, ∵△AMN∽△ABP, ∴,即(8分) 当点P在B点上方时, ∵AP2=AD2+PD2=AD2+(PB-BD)2=42+(4k+3-3)2=16(k2+1), 或AP2=AD2+PD2=AD2+(BD-PB)2=42+(3-4k-3)2=16(k2+1), S△ABP=PB•AD=(4k+3)×4=2(4k+3), ∴, 整理得:k2-4k-2=0, 解得k1=2+,k2=2-(9分) 当点P在B点下方时, ∵AP2=AD2+PD2=42+(3-4k-3)2=16(k2+1),S△ABP=PB•AD=[-(4k+3)]×4=-2(4k+3) ∴ 化简得:k2+1=-(4k+3),解得:k=-2, 综合以上所得,当k=2±或k=-2时,△AMN的面积等于(10分)
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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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