8. 如图,一次函数$y=-2x$与反比例函数$y=\frac{k}{x}(k<0)$的图象交于A,B两点,点P在以$C(2,0)$为圆心,1为半径的$\odot C$上,Q是AP的中点,已知OQ长的最小值为$\frac{1}{2}$,则k的值为 (

A.$-\frac{4}{5}$
B.$-\frac{72}{25}$
C.$-\frac{32}{25}$
D.$-\frac{8}{5}$
C
)A.$-\frac{4}{5}$
B.$-\frac{72}{25}$
C.$-\frac{32}{25}$
D.$-\frac{8}{5}$
答案:8.C
解析:
【分析】
解题思路如下:1. 首先利用反比例函数与正比例函数的交点对称性,可知A、B关于原点O对称,O为AB中点;2. Q是AP中点,因此OQ是△ABP的中位线,可得$OQ=\frac{1}{2}BP$,由此将OQ的最小值转化为BP的最小值;3. 点P在⊙C上,点到圆上点的最小距离为点到圆心的距离减去半径,结合OQ最小值为$\frac{1}{2}$可求出BC的长度;4. 设B点坐标(由B在$y=-2x$上可简化坐标设定),用两点距离公式列方程求出B点坐标,代入反比例函数即可求得k值。
【解析】
1. 由正比例函数与反比例函数的图象对称性可知,交点A、B关于原点O对称,即O是AB的中点。
2.
∵Q是AP的中点,
∴OQ是△ABP的中位线,根据中位线性质得:$OQ=\frac{1}{2}BP$。
3. 已知OQ长的最小值为$\frac{1}{2}$,因此BP长的最小值为$2×\frac{1}{2}=1$。
4. 点P在以$C(2,0)$为圆心、半径$r=1$的⊙C上,点B到圆上点的最小距离为$BC - r$,因此:
$BC - 1 = 1$,解得$BC=2$。
5. 点B在一次函数$y=-2x$上,且位于第四象限,设B的坐标为$(m, -2m)$($m>0$),根据两点间距离公式:
$BC^2=(m-2)^2+(-2m-0)^2=2^2$
展开得:$m^2-4m+4+4m^2=4$
整理得:$5m^2-4m=0$,解得$m=\frac{4}{5}$($m=0$舍去)。
6. 因此B点坐标为$(\frac{4}{5}, -\frac{8}{5})$,代入反比例函数$y=\frac{k}{x}$得:
$k=\frac{4}{5}×(-\frac{8}{5})=-\frac{32}{25}$。
【答案】
C
【知识点】
反比例函数对称性,三角形中位线定理,点与圆的距离最值
【点评】
本题是函数与几何的综合题,核心是通过中位线性质将未知的OQ最值转化为BP的最值,再结合点到圆的距离规律求解,很好地考查了转化思想和综合运用知识点的能力。
【难度系数】
0.4
解题思路如下:1. 首先利用反比例函数与正比例函数的交点对称性,可知A、B关于原点O对称,O为AB中点;2. Q是AP中点,因此OQ是△ABP的中位线,可得$OQ=\frac{1}{2}BP$,由此将OQ的最小值转化为BP的最小值;3. 点P在⊙C上,点到圆上点的最小距离为点到圆心的距离减去半径,结合OQ最小值为$\frac{1}{2}$可求出BC的长度;4. 设B点坐标(由B在$y=-2x$上可简化坐标设定),用两点距离公式列方程求出B点坐标,代入反比例函数即可求得k值。
【解析】
1. 由正比例函数与反比例函数的图象对称性可知,交点A、B关于原点O对称,即O是AB的中点。
2.
∵Q是AP的中点,
∴OQ是△ABP的中位线,根据中位线性质得:$OQ=\frac{1}{2}BP$。
3. 已知OQ长的最小值为$\frac{1}{2}$,因此BP长的最小值为$2×\frac{1}{2}=1$。
4. 点P在以$C(2,0)$为圆心、半径$r=1$的⊙C上,点B到圆上点的最小距离为$BC - r$,因此:
$BC - 1 = 1$,解得$BC=2$。
5. 点B在一次函数$y=-2x$上,且位于第四象限,设B的坐标为$(m, -2m)$($m>0$),根据两点间距离公式:
$BC^2=(m-2)^2+(-2m-0)^2=2^2$
展开得:$m^2-4m+4+4m^2=4$
整理得:$5m^2-4m=0$,解得$m=\frac{4}{5}$($m=0$舍去)。
6. 因此B点坐标为$(\frac{4}{5}, -\frac{8}{5})$,代入反比例函数$y=\frac{k}{x}$得:
$k=\frac{4}{5}×(-\frac{8}{5})=-\frac{32}{25}$。
【答案】
C
【知识点】
反比例函数对称性,三角形中位线定理,点与圆的距离最值
【点评】
本题是函数与几何的综合题,核心是通过中位线性质将未知的OQ最值转化为BP的最值,再结合点到圆的距离规律求解,很好地考查了转化思想和综合运用知识点的能力。
【难度系数】
0.4
9. 一点和$\odot O$上的点的最近距离为4 cm,最远距离为9 cm,则$\odot O$的半径是
6.5或2.5
cm.答案:9. 6.5或2.5
解析:
【分析】
解决本题首先要明确点与圆有3种位置关系:点在圆内、点在圆上、点在圆外。已知点到圆上点的最近距离为4cm≠0,因此排除点在圆上的情况,需分点在圆内、点在圆外两种情况讨论。点到圆上的最近点、最远点都在过该点与圆心的直线上,因此两种情况下分别通过最近距离与最远距离的和或差求出直径,再计算半径即可。
【解析】
本题需分两种情况计算:
1. 若该点在$\odot O$内部:
此时圆的直径等于点到圆上的最近距离与最远距离之和,即$d=4+9=13\ \mathrm{cm}$,
因此半径$r=\frac{d}{2}=\frac{13}{2}=6.5\ \mathrm{cm}$;
2. 若该点在$\odot O$外部:
此时圆的直径等于点到圆上的最远距离与最近距离之差,即$d=9-4=5\ \mathrm{cm}$,
因此半径$r=\frac{d}{2}=\frac{5}{2}=2.5\ \mathrm{cm}$。
综上,$\odot O$的半径为6.5cm或2.5cm。
【答案】
6.5或2.5
【知识点】
点与圆的位置关系;圆的半径计算;分类讨论思想
【点评】
本题的易错点是忽略点的位置的多种可能性,仅计算其中一种情况导致漏解。解题时需先梳理所有符合条件的位置关系,再逐一分析计算,养成分类讨论的思维习惯。
【难度系数】
0.6
解决本题首先要明确点与圆有3种位置关系:点在圆内、点在圆上、点在圆外。已知点到圆上点的最近距离为4cm≠0,因此排除点在圆上的情况,需分点在圆内、点在圆外两种情况讨论。点到圆上的最近点、最远点都在过该点与圆心的直线上,因此两种情况下分别通过最近距离与最远距离的和或差求出直径,再计算半径即可。
【解析】
本题需分两种情况计算:
1. 若该点在$\odot O$内部:
此时圆的直径等于点到圆上的最近距离与最远距离之和,即$d=4+9=13\ \mathrm{cm}$,
因此半径$r=\frac{d}{2}=\frac{13}{2}=6.5\ \mathrm{cm}$;
2. 若该点在$\odot O$外部:
此时圆的直径等于点到圆上的最远距离与最近距离之差,即$d=9-4=5\ \mathrm{cm}$,
因此半径$r=\frac{d}{2}=\frac{5}{2}=2.5\ \mathrm{cm}$。
综上,$\odot O$的半径为6.5cm或2.5cm。
【答案】
6.5或2.5
【知识点】
点与圆的位置关系;圆的半径计算;分类讨论思想
【点评】
本题的易错点是忽略点的位置的多种可能性,仅计算其中一种情况导致漏解。解题时需先梳理所有符合条件的位置关系,再逐一分析计算,养成分类讨论的思维习惯。
【难度系数】
0.6
10. 如图,线段AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,∠CAB=20°,则∠AOD=
140°
。答案:10. 140°
解析:
【分析】
解题时首先观察图形特征:AB是圆的直径且垂直于弦CD,优先想到垂径定理,可得弧BC与弧BD相等,对应圆心角相等;接下来已知圆周角∠CAB=20°,根据圆周角定理可求出它所对的弧BC对应的圆心角∠COB的度数,也就得到了∠BOD的度数,最后利用平角的性质,用180°减去∠BOD的度数即可得到∠AOD的大小。
【解析】
解:
∵AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,
根据垂径定理可得:$\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{BD}$,
∴∠COB=∠BOD。
∵∠CAB是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角,∠COB是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆心角,
根据圆周角定理:同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,
∴∠COB=2∠CAB=2×20°=40°,
∴∠BOD=40°。
又
∵∠AOD与∠BOD互为邻补角,即∠AOD+∠BOD=180°,
∴∠AOD=180°-40°=140°。
【答案】
140°
【知识点】
垂径定理,圆周角定理,邻补角性质
【点评】
本题是圆的基础性质的常规考题,解题的核心是熟练运用垂径定理得到等弧对应的圆心角相等,再结合圆周角定理求出相关角度,整体解题逻辑清晰,难度较低。
【难度系数】
0.8
解题时首先观察图形特征:AB是圆的直径且垂直于弦CD,优先想到垂径定理,可得弧BC与弧BD相等,对应圆心角相等;接下来已知圆周角∠CAB=20°,根据圆周角定理可求出它所对的弧BC对应的圆心角∠COB的度数,也就得到了∠BOD的度数,最后利用平角的性质,用180°减去∠BOD的度数即可得到∠AOD的大小。
【解析】
解:
∵AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,
根据垂径定理可得:$\overset{\frown}{BC}=\overset{\frown}{BD}$,
∴∠COB=∠BOD。
∵∠CAB是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆周角,∠COB是$\overset{\frown}{BC}$所对的圆心角,
根据圆周角定理:同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,
∴∠COB=2∠CAB=2×20°=40°,
∴∠BOD=40°。
又
∵∠AOD与∠BOD互为邻补角,即∠AOD+∠BOD=180°,
∴∠AOD=180°-40°=140°。
【答案】
140°
【知识点】
垂径定理,圆周角定理,邻补角性质
【点评】
本题是圆的基础性质的常规考题,解题的核心是熟练运用垂径定理得到等弧对应的圆心角相等,再结合圆周角定理求出相关角度,整体解题逻辑清晰,难度较低。
【难度系数】
0.8
11. 已知$x=-1$是关于$x$的方程$2x^2 + ax - a^2 = 0$的一个根,则$a=$
-2或1
。(第10题)答案:11. -2或1
解析:
【分析】
本题考查一元二次方程根的应用,解题思路如下:首先根据一元二次方程根的定义,方程的根能使方程左右两边相等,因此将已知根$x=-1$代入原方程,即可得到一个关于$a$的一元二次方程,再求解这个一元二次方程就能得到$a$的取值,最后验证解是否符合题意即可。
【解析】
∵$x=-1$是方程$2x^2 + ax - a^2 = 0$的一个根
∴将$x=-1$代入方程,等式成立,即:
$2×(-1)^2 + a×(-1) - a^2 = 0$
计算化简得:
$2 - a - a^2 = 0$
整理为标准一元二次方程形式:
$a^2 + a - 2 = 0$
对左边因式分解得:
$(a + 2)(a - 1) = 0$
∴$a + 2 = 0$ 或 $a - 1 = 0$
解得:$a=-2$ 或 $a=1$
经检验,两个取值均符合题意。
【答案】
-2或1
【知识点】
1. 一元二次方程根的定义
2. 一元二次方程的解法
【点评】
本题是基础题型,解题核心是理解方程根的含义,将含参数的一元二次方程问题转化为求解参数的方程问题,求解过程中要注意避免漏解。
【难度系数】
0.8
本题考查一元二次方程根的应用,解题思路如下:首先根据一元二次方程根的定义,方程的根能使方程左右两边相等,因此将已知根$x=-1$代入原方程,即可得到一个关于$a$的一元二次方程,再求解这个一元二次方程就能得到$a$的取值,最后验证解是否符合题意即可。
【解析】
∵$x=-1$是方程$2x^2 + ax - a^2 = 0$的一个根
∴将$x=-1$代入方程,等式成立,即:
$2×(-1)^2 + a×(-1) - a^2 = 0$
计算化简得:
$2 - a - a^2 = 0$
整理为标准一元二次方程形式:
$a^2 + a - 2 = 0$
对左边因式分解得:
$(a + 2)(a - 1) = 0$
∴$a + 2 = 0$ 或 $a - 1 = 0$
解得:$a=-2$ 或 $a=1$
经检验,两个取值均符合题意。
【答案】
-2或1
【知识点】
1. 一元二次方程根的定义
2. 一元二次方程的解法
【点评】
本题是基础题型,解题核心是理解方程根的含义,将含参数的一元二次方程问题转化为求解参数的方程问题,求解过程中要注意避免漏解。
【难度系数】
0.8
12. 在反比例函数$y=\dfrac{4}{x}$中,若$2<y<4$,则$x$的取值范围为
$1<x<2$
。答案:12. $1<x<2$
解析:
【分析】
解题思路如下:1. 先分析反比例函数$y=\dfrac{4}{x}$的基本性质:$k=4>0$,因此函数图象位于第一、三象限,且在每个象限内$y$随$x$的增大而减小;2. 由已知$2<y<4$,$y$为正数,可知$x>0$,仅需在第一象限内讨论取值;3. 分别代入$y=2$和$y=4$求出对应的$x$值,再结合增减性即可确定$x$的取值范围。
【解析】
对于反比例函数$y=\dfrac{4}{x}$,其中$k=4>0$,
$\therefore$ 函数图象在第一、三象限,且在每个象限内,$y$随$x$的增大而减小,
$\because 2<y<4$,$y$为正数,$\therefore x>0$,仅考虑第一象限的情况:
当$y=2$时,代入解析式得$2=\dfrac{4}{x}$,解得$x=2$;
当$y=4$时,代入解析式得$4=\dfrac{4}{x}$,解得$x=1$;
$\because$ 第一象限内$y$随$x$增大而减小,$y$越大则对应的$x$越小,
$\therefore$ 当$2<y<4$时,$x$的取值范围是$1<x<2$。
【答案】
$1<x<2$
【知识点】
1. 反比例函数的增减性
2. 反比例函数图象上点的坐标特征
【点评】
本题是反比例函数性质的基础应用题,解题的关键是先根据函数值的正负确定所在象限,再结合函数增减性和边界值推导自变量的取值范围,避免因忽略象限限制导致取值范围错误。
【难度系数】
0.8
解题思路如下:1. 先分析反比例函数$y=\dfrac{4}{x}$的基本性质:$k=4>0$,因此函数图象位于第一、三象限,且在每个象限内$y$随$x$的增大而减小;2. 由已知$2<y<4$,$y$为正数,可知$x>0$,仅需在第一象限内讨论取值;3. 分别代入$y=2$和$y=4$求出对应的$x$值,再结合增减性即可确定$x$的取值范围。
【解析】
对于反比例函数$y=\dfrac{4}{x}$,其中$k=4>0$,
$\therefore$ 函数图象在第一、三象限,且在每个象限内,$y$随$x$的增大而减小,
$\because 2<y<4$,$y$为正数,$\therefore x>0$,仅考虑第一象限的情况:
当$y=2$时,代入解析式得$2=\dfrac{4}{x}$,解得$x=2$;
当$y=4$时,代入解析式得$4=\dfrac{4}{x}$,解得$x=1$;
$\because$ 第一象限内$y$随$x$增大而减小,$y$越大则对应的$x$越小,
$\therefore$ 当$2<y<4$时,$x$的取值范围是$1<x<2$。
【答案】
$1<x<2$
【知识点】
1. 反比例函数的增减性
2. 反比例函数图象上点的坐标特征
【点评】
本题是反比例函数性质的基础应用题,解题的关键是先根据函数值的正负确定所在象限,再结合函数增减性和边界值推导自变量的取值范围,避免因忽略象限限制导致取值范围错误。
【难度系数】
0.8
13. 若点$A(x_1,-6),B(x_2,-2),C(x_3,3)$在反比例函数$y=\frac{1}{x}$的图象上,则$x_1,x_2,x_3$的大小关系是
$x_2<x_1<x_3$
(用“<”连接)答案:13. $x_2<x_1<x_3$
解析:
【分析】
要比较三个点横坐标的大小,可结合反比例函数的性质求解:首先根据反比例函数解析式中k的正负,判断函数图象所在象限和增减性;再根据三个点的纵坐标正负判断点所属的象限,第一象限内点的横坐标为正,第三象限内点的横坐标为负,因此第一象限的点的横坐标一定大于第三象限的点的横坐标;最后对同一象限内的两个点,结合增减性比较横坐标大小即可,也可直接将纵坐标代入函数解析式求出三个横坐标的值,直接比较大小。
【解析】
方法一(利用性质求解):
∵反比例函数$y=\frac{1}{x}$中$k=1>0$,
∴函数图象分布在第一、三象限,且在每一象限内,$y$随$x$的增大而减小。
∵点$A$、$B$的纵坐标为$-6$、$-2$,均小于0,点$C$的纵坐标为3,大于0,
∴点$A$、$B$在第三象限,点$C$在第一象限,因此$x_3>0$,$x_1<0$,$x_2<0$。
在第三象限内,$y$随$x$的增大而减小,且$-6<-2$,
∴$x_2<x_1<0$。
综上可得:$x_2<x_1<x_3$。
方法二(代入计算求解):
将三个点的纵坐标分别代入$y=\frac{1}{x}$,得:
当$y=-6$时,$-6=\frac{1}{x_1}$,解得$x_1=-\frac{1}{6}$;
当$y=-2$时,$-2=\frac{1}{x_2}$,解得$x_2=-\frac{1}{2}$;
当$y=3$时,$3=\frac{1}{x_3}$,解得$x_3=\frac{1}{3}$。
∵$-\frac{1}{2}<-\frac{1}{6}<\frac{1}{3}$,
∴$x_2<x_1<x_3$。
【答案】
$x_2<x_1<x_3$
【知识点】
反比例函数的图象与性质;反比例函数图象上点的坐标特征
【点评】
本题是反比例函数的基础题型,既可以利用函数的增减性和象限分布规律求解,也可以通过代入计算坐标直接比较大小,解题时要注意反比例函数的增减性只适用于同一象限内的点,不能跨象限直接用增减性比较。
【难度系数】
0.8
要比较三个点横坐标的大小,可结合反比例函数的性质求解:首先根据反比例函数解析式中k的正负,判断函数图象所在象限和增减性;再根据三个点的纵坐标正负判断点所属的象限,第一象限内点的横坐标为正,第三象限内点的横坐标为负,因此第一象限的点的横坐标一定大于第三象限的点的横坐标;最后对同一象限内的两个点,结合增减性比较横坐标大小即可,也可直接将纵坐标代入函数解析式求出三个横坐标的值,直接比较大小。
【解析】
方法一(利用性质求解):
∵反比例函数$y=\frac{1}{x}$中$k=1>0$,
∴函数图象分布在第一、三象限,且在每一象限内,$y$随$x$的增大而减小。
∵点$A$、$B$的纵坐标为$-6$、$-2$,均小于0,点$C$的纵坐标为3,大于0,
∴点$A$、$B$在第三象限,点$C$在第一象限,因此$x_3>0$,$x_1<0$,$x_2<0$。
在第三象限内,$y$随$x$的增大而减小,且$-6<-2$,
∴$x_2<x_1<0$。
综上可得:$x_2<x_1<x_3$。
方法二(代入计算求解):
将三个点的纵坐标分别代入$y=\frac{1}{x}$,得:
当$y=-6$时,$-6=\frac{1}{x_1}$,解得$x_1=-\frac{1}{6}$;
当$y=-2$时,$-2=\frac{1}{x_2}$,解得$x_2=-\frac{1}{2}$;
当$y=3$时,$3=\frac{1}{x_3}$,解得$x_3=\frac{1}{3}$。
∵$-\frac{1}{2}<-\frac{1}{6}<\frac{1}{3}$,
∴$x_2<x_1<x_3$。
【答案】
$x_2<x_1<x_3$
【知识点】
反比例函数的图象与性质;反比例函数图象上点的坐标特征
【点评】
本题是反比例函数的基础题型,既可以利用函数的增减性和象限分布规律求解,也可以通过代入计算坐标直接比较大小,解题时要注意反比例函数的增减性只适用于同一象限内的点,不能跨象限直接用增减性比较。
【难度系数】
0.8
14. 如图,$\odot O$是$△ ABC$的外接圆,$AB=3\sqrt{2}$,$∠ ACB=45°$,则$\overset{\frown}{AB}$的长是
(第14题)
$\frac{3}{2}π$
。答案:14. $\frac{3}{2}π$
解析:
【分析】
要求$\overset{\frown}{AB}$的长,需使用弧长公式$l=\frac{nπ R}{180}$($n$为弧所对圆心角的度数,$R$为圆的半径),因此需要先求出$\overset{\frown}{AB}$对应的圆心角度数和$\odot O$的半径。首先根据圆周角定理,同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,可由已知的$∠ACB=45°$求出圆心角$∠AOB$的度数;再结合$AB$的长度,利用勾股定理求出半径$R$,最后代入弧长公式计算即可。
【解析】
连接$OA$、$OB$:
1. 求圆心角度数:
∵$∠ACB$是$\overset{\frown}{AB}$所对的圆周角,$∠AOB$是$\overset{\frown}{AB}$所对的圆心角,根据圆周角定理可得:
$∠AOB=2∠ACB=2×45°=90°$
2. 求$\odot O$的半径:
设$\odot O$的半径为$R$,则$OA=OB=R$。
在$Rt△ AOB$中,由勾股定理得:
$OA^2+OB^2=AB^2$
代入$AB=3\sqrt{2}$,得$R^2+R^2=(3\sqrt{2})^2$,即$2R^2=18$,解得$R=3$(半径为正数,舍去负解)。
3. 计算$\overset{\frown}{AB}$的长:
代入弧长公式得:
$l_{\overset{\frown}{AB}}=\frac{90×π×3}{180}=\frac{3}{2}π$
【答案】
$\frac{3}{2}π$
【知识点】
圆周角定理,勾股定理,弧长计算
【点评】
本题属于圆的基础常考题,解题核心是通过圆周角与圆心角的关系得到圆心角度数,再结合等腰直角三角形的性质求出半径,熟练掌握弧长公式和圆的基本性质即可快速求解。
【难度系数】
0.7
要求$\overset{\frown}{AB}$的长,需使用弧长公式$l=\frac{nπ R}{180}$($n$为弧所对圆心角的度数,$R$为圆的半径),因此需要先求出$\overset{\frown}{AB}$对应的圆心角度数和$\odot O$的半径。首先根据圆周角定理,同弧所对的圆心角是圆周角的2倍,可由已知的$∠ACB=45°$求出圆心角$∠AOB$的度数;再结合$AB$的长度,利用勾股定理求出半径$R$,最后代入弧长公式计算即可。
【解析】
连接$OA$、$OB$:
1. 求圆心角度数:
∵$∠ACB$是$\overset{\frown}{AB}$所对的圆周角,$∠AOB$是$\overset{\frown}{AB}$所对的圆心角,根据圆周角定理可得:
$∠AOB=2∠ACB=2×45°=90°$
2. 求$\odot O$的半径:
设$\odot O$的半径为$R$,则$OA=OB=R$。
在$Rt△ AOB$中,由勾股定理得:
$OA^2+OB^2=AB^2$
代入$AB=3\sqrt{2}$,得$R^2+R^2=(3\sqrt{2})^2$,即$2R^2=18$,解得$R=3$(半径为正数,舍去负解)。
3. 计算$\overset{\frown}{AB}$的长:
代入弧长公式得:
$l_{\overset{\frown}{AB}}=\frac{90×π×3}{180}=\frac{3}{2}π$
【答案】
$\frac{3}{2}π$
【知识点】
圆周角定理,勾股定理,弧长计算
【点评】
本题属于圆的基础常考题,解题核心是通过圆周角与圆心角的关系得到圆心角度数,再结合等腰直角三角形的性质求出半径,熟练掌握弧长公式和圆的基本性质即可快速求解。
【难度系数】
0.7
15. 如图,已知点M在y轴正半轴上,$\odot M$与x轴相切于原点O,平行于y轴的直线交$\odot M$于P,Q两点,点P在点Q的下方,且点P的坐标是$(2,1)$,则$\odot M$的半径为

$\frac{5}{2}$
.答案:15. $\frac{5}{2}$
解析:
【分析】
解题时先结合圆的切线性质确定圆心M的坐标特征:⊙M与x轴相切于原点O,且圆心M在y轴正半轴上,因此⊙M的半径等于点M的纵坐标,可设半径为r,则M(0,r)。再根据点P在圆上,可知MP的长度等于半径r,结合P点坐标(2,1),可通过构造直角三角形,利用勾股定理列方程求解r的值。
【解析】
设⊙M的半径为r,
∵⊙M与x轴相切于原点O,圆心M在y轴正半轴上,
∴点M的坐标为(0, r),且MP = r。
过点M作MN⊥PQ于点N,
∵PQ平行于y轴,点P坐标为(2,1),
∴MN = 2(两点水平距离,横坐标差为2),PN = r - 1(两点竖直距离)。
在Rt△MNP中,由勾股定理得:MN² + PN² = MP²,
代入数据得:$2^2 + (r-1)^2 = r^2$,
展开计算:$4 + r^2 - 2r + 1 = r^2$,
化简得:$5 - 2r = 0$,
解得:$r = \frac{5}{2}$。
【答案】
$\frac{5}{2}$
【知识点】
切线的性质;勾股定理;圆的基本性质
【点评】
本题是圆的基础综合题,解题的关键是结合切线性质确定圆心坐标特征,通过作辅助线构造直角三角形,利用勾股定理建立方程求解,体现了方程思想在几何计算中的应用。
【难度系数】
0.7
解题时先结合圆的切线性质确定圆心M的坐标特征:⊙M与x轴相切于原点O,且圆心M在y轴正半轴上,因此⊙M的半径等于点M的纵坐标,可设半径为r,则M(0,r)。再根据点P在圆上,可知MP的长度等于半径r,结合P点坐标(2,1),可通过构造直角三角形,利用勾股定理列方程求解r的值。
【解析】
设⊙M的半径为r,
∵⊙M与x轴相切于原点O,圆心M在y轴正半轴上,
∴点M的坐标为(0, r),且MP = r。
过点M作MN⊥PQ于点N,
∵PQ平行于y轴,点P坐标为(2,1),
∴MN = 2(两点水平距离,横坐标差为2),PN = r - 1(两点竖直距离)。
在Rt△MNP中,由勾股定理得:MN² + PN² = MP²,
代入数据得:$2^2 + (r-1)^2 = r^2$,
展开计算:$4 + r^2 - 2r + 1 = r^2$,
化简得:$5 - 2r = 0$,
解得:$r = \frac{5}{2}$。
【答案】
$\frac{5}{2}$
【知识点】
切线的性质;勾股定理;圆的基本性质
【点评】
本题是圆的基础综合题,解题的关键是结合切线性质确定圆心坐标特征,通过作辅助线构造直角三角形,利用勾股定理建立方程求解,体现了方程思想在几何计算中的应用。
【难度系数】
0.7
16. 如图,AB是半径为2的$\odot O$的弦,将弧AB沿AB翻折后,恰好经过圆心O,点P是翻折的弧AB上的一动点,连接BP并延长交$\odot O$于C,点Q为PC的中点,连接OQ,则OQ的最小值为________.

答案:16. $\sqrt{3}-1$
解析:
【分析】
本题是圆的翻折性质与最短路径结合的综合题,解题思路如下:
1. 先处理翻折的弧:翻折不改变弧的半径,翻折后弧过圆心O,因此原圆心O到弦AB的距离为半径的一半,翻折后弧所在圆的圆心O'是O关于AB的对称点,可确定O'的位置和⊙O'的半径为2。
2. 分析动点Q的轨迹:Q是PC的中点,结合圆的性质和中点的特征,可推导出Q的运动轨迹是以O'B中点为圆心、半径为1的圆。
3. 求最短距离:根据点到圆上点的最短距离为点到圆心的距离减去半径,代入计算即可得到OQ的最小值。
【解析】
1. 确定翻折后弧的圆心
过O作$OD⊥ AB$于点D,延长OD至O',使$O'D=OD$,则O'是翻折后弧AB所在圆的圆心,由翻折性质得$\odot O'$的半径与$\odot O$半径相等,即$O'P=OA=OB=2$。
∵ 翻折后弧AB过O,
∴ O在$\odot O'$上,故$OO'=O'A=2$,因此$OD=\frac{1}{2}OO'=1$。
在$Rt△ OBD$中,$OB=2$,$OD=1$,可得$BD=\sqrt{OB^2-OD^2}=\sqrt{3}$,计算得$O'B=\sqrt{(\sqrt{3})^2+1^2}=2$。
2. 确定Q点轨迹
取$O'B$的中点M,M为定点,计算可得O到M的距离为$\sqrt{3}$。结合中点轨迹性质,Q是PC中点,可得Q的运动轨迹是以M为圆心、半径为1的圆。
3. 计算OQ最小值
点到圆上点的最短距离为点到圆心的距离减去圆的半径,因此$OQ_{min}=OM - r=\sqrt{3}-1$。
【答案】
$\sqrt{3}-1$
【知识点】
圆的翻折性质;点到圆的最短距离;中点轨迹
【点评】
本题综合考查了圆的翻折、轨迹分析和最短路径计算,解题关键是先找到翻折后弧的圆心,再确定动点Q的运动轨迹,最后利用点到圆的距离公式求解,是圆章节的典型综合题。
【难度系数】
0.3
本题是圆的翻折性质与最短路径结合的综合题,解题思路如下:
1. 先处理翻折的弧:翻折不改变弧的半径,翻折后弧过圆心O,因此原圆心O到弦AB的距离为半径的一半,翻折后弧所在圆的圆心O'是O关于AB的对称点,可确定O'的位置和⊙O'的半径为2。
2. 分析动点Q的轨迹:Q是PC的中点,结合圆的性质和中点的特征,可推导出Q的运动轨迹是以O'B中点为圆心、半径为1的圆。
3. 求最短距离:根据点到圆上点的最短距离为点到圆心的距离减去半径,代入计算即可得到OQ的最小值。
【解析】
1. 确定翻折后弧的圆心
过O作$OD⊥ AB$于点D,延长OD至O',使$O'D=OD$,则O'是翻折后弧AB所在圆的圆心,由翻折性质得$\odot O'$的半径与$\odot O$半径相等,即$O'P=OA=OB=2$。
∵ 翻折后弧AB过O,
∴ O在$\odot O'$上,故$OO'=O'A=2$,因此$OD=\frac{1}{2}OO'=1$。
在$Rt△ OBD$中,$OB=2$,$OD=1$,可得$BD=\sqrt{OB^2-OD^2}=\sqrt{3}$,计算得$O'B=\sqrt{(\sqrt{3})^2+1^2}=2$。
2. 确定Q点轨迹
取$O'B$的中点M,M为定点,计算可得O到M的距离为$\sqrt{3}$。结合中点轨迹性质,Q是PC中点,可得Q的运动轨迹是以M为圆心、半径为1的圆。
3. 计算OQ最小值
点到圆上点的最短距离为点到圆心的距离减去圆的半径,因此$OQ_{min}=OM - r=\sqrt{3}-1$。
【答案】
$\sqrt{3}-1$
【知识点】
圆的翻折性质;点到圆的最短距离;中点轨迹
【点评】
本题综合考查了圆的翻折、轨迹分析和最短路径计算,解题关键是先找到翻折后弧的圆心,再确定动点Q的运动轨迹,最后利用点到圆的距离公式求解,是圆章节的典型综合题。
【难度系数】
0.3