如圖,為保護(hù)河上古橋OA,規(guī)劃建一座新橋BC,同時(shí)設(shè)立一個(gè)圓形保護(hù)區(qū).規(guī)劃要求:新橋BC與河岸AB垂直;保護(hù)區(qū)的邊界為圓心M在線段OA上并與BC相切的圓,且古橋兩端O和A到該圓上任意一點(diǎn)的距離均不少于80m.經(jīng)測量,點(diǎn)A位于點(diǎn)O正北方向60m處,點(diǎn)C位于點(diǎn)O正東方向170m處(OC為河岸),.以所在直線為軸,以所在直線為軸建立平面直角坐標(biāo)系.
(Ⅰ)求所在直線的方程及新橋BC的長;
(Ⅱ)當(dāng)OM多長時(shí),圓形保護(hù)區(qū)的面積最大?
并求此時(shí)圓的方程.

(1),;(2)線段米時(shí),圓形保護(hù)區(qū)最大;方程為

解析試題分析:(1)在求直線方程時(shí),應(yīng)先選擇恰當(dāng)?shù)闹本方程的形式,并注意各種形式的適用條件,用斜截式及點(diǎn)斜式時(shí),直線的斜率必須存在,而兩點(diǎn)式不能表示與坐標(biāo)軸垂直的直線,截距式不能表示與坐標(biāo)軸垂直的直線或經(jīng)過原點(diǎn)的直線,故在解題時(shí),若采用截距式,應(yīng)注意分類討論,判斷截距是否為零;若采用點(diǎn)斜式,應(yīng)先考慮斜率不存在的情況;(2)根據(jù)圓的圓心坐標(biāo)和半徑求圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(3)判斷直線與圓的位置關(guān)系時(shí),若兩方程已知或圓心到直線的距離易表達(dá),用幾何法;若方程中含參數(shù),或圓心到直線的距離的表達(dá)較繁瑣,則用代數(shù)法.
試題解析:(Ⅰ)建立平面直角坐標(biāo)系xOy.
由條件知A(0, 60),C(170, 0),
直線BC的斜率k BC=-tan∠BCO=-.
又因?yàn)锳B⊥BC,所以直線AB的斜率k AB=
設(shè)點(diǎn)B的坐標(biāo)為(a,b),則k BC=
k AB=
解得a=80,b=120.所以BC=.
因此直線BC的方程為,即..............6分
新橋BC的長是150 m.
(Ⅱ)設(shè)保護(hù)區(qū)的邊界圓M的半徑為r m,OM="d" m,(0≤d≤60).
由知,直線BC的方程為
由于圓M與直線BC相切,故點(diǎn)M(0,d)到直線BC的距離是r,
.
因?yàn)镺和A到圓M上任意一點(diǎn)的距離均不少于80 m,
所以解得
故當(dāng)d=10時(shí),最大,即圓面積最大.
所以當(dāng)OM =" 10" m時(shí),圓形保護(hù)區(qū)的面積最大.此時(shí)圓的方程為..........................13分
考點(diǎn):(1)直線方程的應(yīng)用;(2)直線與圓的方程的綜合應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
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(1)求圓的方程;
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圓心在軸上,且與直線切于(1,1)點(diǎn)的圓的方程為        。

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以點(diǎn)(2,)為圓心且與直線相切的圓的方程是        

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