Question

如圖，在直角坐標(biāo)系xoy中，已知兩點(diǎn)O₁（3，0）、B（-2，0），⊙O₁與x軸交于原點(diǎn)O和點(diǎn)A，E是y軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)，設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為（0，m）．
（1）當(dāng)點(diǎn)O₁到直線BE的距離等于3時(shí)，求直線BE的解析式；
（2）當(dāng)點(diǎn)E在y軸上移動(dòng)時(shí)，直線BE與⊙O₁有哪幾種位置關(guān)系；直接寫出每種位置關(guān)系時(shí)的m的取值范圍；
（3）若在第（1）題中，設(shè)∠EBA=α，求sin2α-2sinα•cosα的值．

Answer 1

【答案】分析：（1）由已知得出BE是⊙O₁的切線，先設(shè)切點(diǎn)為M，連接O₁M，則O₁M⊥BM，得出O₁M、BM的值，再根據(jù)OE⊥BO，又得出△BOE∽△BMO，即可求出m的值，最后設(shè)出直線BE的解析式是y=kx+m，
把B點(diǎn)的坐標(biāo)以及m的值代入解出k的值，從而求出直線BE的解析式；
（2）根據(jù)（1）所求出的m的值，分三種情況進(jìn)行討論，即可得出直線BE與⊙O₁的位置關(guān)系；
（3）先設(shè)直線BE、BF與⊙O₁相切，由圓的對(duì)稱性可知∠EBF=2∠EBO=2∠α，得出sinα與cosα的值，再過E作EH⊥BF于H，由三角形等積性質(zhì)得出EH•BF=EF•BO，即可求出EH的值，最后即可求出sin2α-2sinα•cosα的值；
解答：解：（1）由已知得BE是⊙O₁的切線，
設(shè)切點(diǎn)為M，連接O₁M，則O₁M⊥BM，
∴O₁M=3，BM=4，又OE⊥BO，
∴△BOE∽△BMO，
∴=，
∴=，
∴m=，
設(shè)此時(shí)直線BE的解析式是y=kx+m，
將B（-2，0）及m=代入上式，解得k=，
∴y=x，
由圓的對(duì)稱性可得：m=-，直線BE也與⊙O₁相切，
同理可得：y₂=-x-；

（2）當(dāng)m或m＜-時(shí)，直線與圓相離，
當(dāng)m=或m=-時(shí)，直線與圓相切，
當(dāng)＜m＜時(shí)，直線與圓相交；

（3）當(dāng)直線BE與⊙O₁相切時(shí)，顯然存在另一條直線BF也與⊙O₁相切，
設(shè)直線BE、BF與⊙O₁相切于點(diǎn)M、N，連接O_1M、O₁N，有O_1M⊥BM，O_1N⊥BN，由圓的對(duì)稱性可知∠EBF=2∠EBO=2∠α，
sinα==，
cosα==，
過E作EH⊥BF于H，再△BEF中，
由三角形等積性質(zhì)得；EH•BF=EF•BO，
BF=BE=，EF=2m=3，BO=2，
∴EH=，
sin2α=sin∠EBF===，
由此可得：sin2α-2sinα•cosα=××2=0．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了一次函數(shù)的綜合；解題的關(guān)鍵是根據(jù)直線與圓的位置關(guān)系，點(diǎn)到直線的距離以及銳角三角函數(shù)的求法分別進(jìn)行解答．