Question

【題目】在平面直角坐標(biāo)系xOy中，A（t，0），B（t+4，0），線段AB的中點(diǎn)為C，若平面內(nèi)存在一點(diǎn)P使得∠APC或者∠BPC為直角（點(diǎn)P不與A，B，C重合），則稱P為線段AB的直角點(diǎn)．

（1）當(dāng)t=0時(shí)，

①在點(diǎn)P1（，0），P2（，），P3（，﹣）中，線段AB的直角點(diǎn)是　 　；

②直線y=x+b上存在四個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，直接寫出b取值范圍；

（2）直線y=x+1與x，y軸交于點(diǎn)M，N．若線段MN上只存在兩個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，直接寫出t取值范圍．

Answer 1

【答案】（1）①， ②或 （2）或

【解析】

（1）由線段AB的直角點(diǎn)定義可求解；

（2）由圓周角定理可得點(diǎn)P在以BC為直徑或AC為直徑的圓上，求出直線y=x+b過點(diǎn)C時(shí)，b的值和直線y=x+b與以BC為直徑或AC為直徑的圓相切時(shí)，b的值，即可求解．

（3）由題意可得以BC為直徑或AC為直徑的圓與線段MN的交點(diǎn)只有兩個(gè)，利用特殊位置可求解．

解：（1）①當(dāng)t=0時(shí)，則點(diǎn)A（0，0），點(diǎn)B（4，0），

∵點(diǎn)C是AB中點(diǎn)，

∴點(diǎn)C（2，0），

∴AC=BC=2，

∵AP12+CP12=+≠AC2=4，

∴點(diǎn)P1不是線段AB的直角點(diǎn)；

∵AP22+CP22=+++=4=AC2=4，

∴∠AP2B=90°，

∴點(diǎn)P2是線段AB的直角點(diǎn)，

∵CP32+BP32=+++=4=BC2=4，

∴∠CP3B=90°，

∴點(diǎn)P3是線段AB的直角點(diǎn)，

故答案為：P2，P3；

②∵∠APC或者∠BPC為直角，

p>∴點(diǎn)P在以BC為直徑或AC為直徑的圓上，

如圖，當(dāng)直線y=x+b與以AC為直徑的圓相切時(shí)，直線y=x+b與以AC為直徑的圓和以BC為直徑的圓有三個(gè)交點(diǎn)，即存在三個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，

設(shè)切點(diǎn)為F，以AC為直徑的圓的圓心為E，直線y=x+b與x軸交于點(diǎn)H，連接EF，

∵直線y=x+b與以AC為直徑的圓相切，

∴EF⊥FH，

∵直線y=x+b與x軸所成銳角為30°，

∴EH=2EF=2，

∴點(diǎn)H（3，0），

∴0=×3+b，

∴b=﹣，

同理可得，當(dāng)直線y=x+b與以BC為直徑的圓相切時(shí)，b=﹣，

當(dāng)直線y=x+b過點(diǎn)C時(shí)，直線y=x+b與以AC為直徑的圓和以BC為直徑的圓有三個(gè)交點(diǎn)，即直線y=x+b上存在三個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，

∴0=+b，

∴b=﹣，

∴當(dāng)﹣＜b＜﹣或﹣＜b＜﹣時(shí)，直線y=x+b與以AC為直徑的圓和以BC為直徑的圓有四個(gè)交點(diǎn)，即直線y=x+b上存在四個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，

（2）∵直線y=x+1與x，y軸交于點(diǎn)M，N，

∴點(diǎn)N（0，1），點(diǎn)M（﹣，0），

如圖，當(dāng)直線y=x+1與以BC為直徑的圓相切于點(diǎn)F，設(shè)BC為直徑的圓的圓心為E，連接EF，此時(shí)線段MN與以AC為直徑的圓和以BC為直徑的圓有兩個(gè)交點(diǎn)，即線段MN上存在兩個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，

∵A（t，0），B（t+4，0），點(diǎn)C是線段AB的中點(diǎn)，

∴AB=4，AC=BC=2，

∵直線y=x+1與以BC為直徑的圓相切于點(diǎn)F，

∴EF⊥MN，

∵∠NMB=30°，

∴ME=2EF=2，

∴點(diǎn)E（﹣+2，0），

∴點(diǎn)A（﹣﹣1，0），

∴t=﹣﹣1

當(dāng)直線y=x+1與以AC為直徑的圓相切時(shí)，此時(shí)線段MN與以AC為直徑的圓和以BC為直徑的圓有3個(gè)交點(diǎn)，即線段MN上存在3個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，

同理可求：t=1﹣，

當(dāng)點(diǎn)A與點(diǎn)M重合時(shí)，此時(shí)線段MN與以AC為直徑的圓和以BC為直徑的圓有兩個(gè)交點(diǎn)，即線段MN上存在兩個(gè)線段AB的直角點(diǎn)，

∴當(dāng)﹣＜t＜1﹣或t=﹣﹣1時(shí)，線段MN上只存在兩個(gè)線段AB的直角點(diǎn)．

【點(diǎn)晴】

本題考查了一次函數(shù)的綜合應(yīng)用，角的計(jì)算，圓周角定理以及切線的性質(zhì)；解題的關(guān)鍵是懂得點(diǎn)P在以BC為直徑或AC為直徑的圓上，以此來解決此題，此題綜合性較強(qiáng)，與切線的性質(zhì)練習(xí)較大，在日常練習(xí)中應(yīng)加強(qiáng)訓(xùn)練．