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【题目】如图,某市有一条东西走向的公路l,现欲经过公路l上的O处铺设一条南北走向的公路m,在施工过程中发现O处的正北方向1百米的A处有一汉代古迹,为了保护古迹,该市委决定以A为圆心,1百米为半径设立一个圆形保护区,为了连通公路l,m,欲再新建一条公路PQ,点P,Q分别在公路l,m上(点P,Q分别在点O的正东、正北方向),且要求PQ与圆A相切.

(1)当点P距O处2百米时,求OQ的长;

(2)当公路PQ的长最短时,求OQ的长.

【答案】(1)(2)

【解析】

试题分析:(1)根据题意,建立直角坐标系,然后利用直线与圆的相切列出关于关于q的方程解之即可;

(2)利用截距式方程给出直线的方程,然后利用直线与圆相切找到两个待定系数间的关系,再利用勾股定理将PQ表示成关于q的函数,利用函数的单调性求其最值即可

试题解析:如图,以O为原点、直线l,m分别为x,y轴建立平面直角坐标系.

设P(p, 0),Q(0, q)且PQ与圆A相切于点B,连结AB,以1百米为单位长度,则圆A的方程为

(1)由题意可设直线PQ的方程为

因为PQ与圆A相切,

所以,解得

故当点P与O处2百米时,OQ的长为百米.

(2)设直线PQ的方程为

.

因为PQ与圆A相切,

所以,化简得

在PtPOQ中,.

时,,即f(q)在(上单调递减;

时,,即f(q)在上单调递增.

所以f(q)在时取得最小值,

故当公路PQ的长最短时,OQ的长为百米.

答:(1)当点P距O处2百米时,OQ的长为百米;(2)当公路PQ的长最短时,OQ的长为百米.

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