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已知⊙O的半径为1,以O为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD,...

已知⊙O的半径为1,以O为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD,顶点B的坐标为(manfen5.com 满分网,0),顶点A在x轴上方,顶点D在⊙O上运动.
(1)当点D运动到与点A、O在一条直线上时,CD与⊙O相切吗?如果相切,请说明理由,并求出OD所在直线对应的函数表达式;如果不相切,也请说明理由;
(2)设点D的横坐标为x,正方形ABCD的面积为S,求出S与x的函数关系式,并求出S的最大值和最小值.

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(1)易证CD是⊙O的切线,根据Rt△ODE∽Rt△OBA得到DE的长,再求出D1的坐标,根据待定系数法,求出函数解析式; (2)过点D作DG⊥OB于G,连接BD、OD,则BD2=BG2+DG2=(BO-OG)2+OD2-OG2,所以S=AB2=BD2=7+x,因为-1≤x≤1,所以S的最大值就可以求出. 【解析】 (1)CD与⊙O相切. ∵A、D、O在一直线上,∠ADC=90°, ∴∠CDO=90°, ∴CD是⊙O的切线. CD与⊙O相切时,有两种情况: ①切点在第二象限时(如图1), 设正方形ABCD的边长为a,则a2+(a+1)2=13, 解得a=2,或a=-3(舍去), 过点D作DE⊥OB于E, 则Rt△ODE∽Rt△OBA, ∴, ∴DE=,OE=, ∴点D1的坐标是(-,), ∴OD所在直线对应的函数表达式为y=; ②切点在第四象限时(如图2), 设正方形ABCD的边长为b,则b2+(b-1)2=13, 解得b=-2(舍去),或b=3, 过点D作DF⊥OB于F,则Rt△ODF∽Rt△OBA, ∴, ∴OF=,DF=, ∴点D2的坐标是(,-), ∴OD所在直线对应的函数表达式为y=; (2)如图3, 过点D作DG⊥OB于G,连接BD、OD, 则BD2=BG2+DG2=(BO-OG)2+OD2-OG2=(--x)2+1-x2=14+2x, ∴S=AB2=BD2=7+x, ∵-1≤x≤1, ∴S的最大值为7+,S的最小值为7-.
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考点分析:
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解分式方程:manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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