【题目】如图1,直线l:y=﹣
x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,以AB为直径作⊙M,点P为线段OA上一动点(与点O、A不重合),作PC⊥AB于C,连结BP并延长交⊙O于点D.
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(1)求点A,B的坐标和tan∠BAO的值;
(2)设
=x,tan∠BPO=y.
①当x=1时,求y的值及点D的坐标;
②求y关于x的函数表达式;
(3)如图2,连接OC,当点P在线段OA上运动时,求OCPD的最大值.
【答案】(1)点A、B的坐标分别为:(8,0)、(0,4);
;(2)①y=
,点D的坐标为(
,﹣
);②y=
;(3)当x=4时,OCPD最大值为![]()
【解析】
(1)对于直线l:y=﹣
x+4,令x=0,则y=4,令y=0,则x=8,求出点A、B的坐标,即可求解;
(2)①当x=1时,则BC=AC,PB=PA=
,进而确定直线BP的表达式;根据DM是圆的半径,即可求出点D的坐标;
②AB=AC+BC,求得PA=
,即可求解;
(3)证明△OAC∽△ODP,利用二次函数求最大值的方法,即可求解.
解:(1)对于直线l:y=﹣
x+4,令x=0,则y=4,令y=0,则x=8,
故点A、B的坐标分别为:(8,0)、(0,4);
∴tan∠BAO=
=
=
;
(2)由点A、B的坐标得:AB=
=4
,则圆的半径r=2
,
①如图1,当x=1时,则BC=AC,
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又∵PM⊥AB,
∴AM=BM=
AB=2/span>
,
∵tan∠BAO=
=
=
,则cos∠BAO=
,
PB=PA=
=
=5,
OP=OA﹣AP=8﹣5=3,故点P(3,0),
在Rt△BOP中,y=tan∠BPO=
=
;
设直线BP的表达式为:y=kx+b,则
,解得:
,
故直线BP的表达式为:y=﹣
x+4,
设点D的坐标为:(m,﹣
m+4),
∵点M是AB的中点,则其坐标为:(4,2),
∵DM是圆的半径,
∴MD=(m﹣4)2+(﹣
m+4﹣2)2=(2
)2,
解得:m=0或
(舍去0),
故m=
,
故点D(
,﹣
);
故y=
,点D的坐标为(
,﹣
);
②在△Rt△ACP中,AC=
=
PA,
∵
=x,则BC=xAC,
∵AB=AC+BC=
PA+
PAx=4
,
∴PA=
,
∵OP=OA﹣PA=4﹣
,
y=tan∠BPO=
=
=
;
(3)如图2,连接OD、OC,
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∵∠BOA=90°,∠BCP=90°,
∴O、P、C、B四点共圆,
∴∠COP=∠CBP,
而∠CBP=∠AOD,
∴∠COP=∠AOD,
而∠BDO=∠BAO,
∴△OAC∽△ODP,
∴
,即OCPD=ACOP,
设PA=x,则OP=8﹣x,
在Rt△ACP中,AC=APcos∠BAO=
x=
x,
∴OCPD=ACOP=
x(8﹣x)=﹣
x2+
x,
∵﹣
<0,故OCPD有最大值,
当x=4时,OCPD最大值为
.