Question

【题目】如图，已知直线l与⊙O相离，OA⊥l于点A，OA=5．OA与⊙O相交于点P，AB与⊙O相切于点B，BP的延长线交直线l于点C．

（1）试判断线段AB与AC的数量关系，并说明理由；
（2）若PC=2 ，求⊙O的半径和线段PB的长；
（3）若在⊙O上存在点Q，使△QAC是以AC为底边的等腰三角形，求⊙O的半径r的取值范围．

Answer 1

【答案】
（1）解：AB=AC，理由如下：

连接OB．

∵AB切⊙O于B，OA⊥AC，

∴∠OBA=∠OAC=90°，

∴∠OBP+∠ABP=90°，∠ACP+∠APC=90°，

∵OP=OB，

∴∠OBP=∠OPB，

∵∠OPB=∠APC，

∴∠ACP=∠ABC，

∴AB=AC

（2）解：延长AP交⊙O于D，连接BD，

设圆半径为r，则OP=OB=r，PA=5﹣r，

则AB2=OA2﹣OB2=52﹣r2，

AC2=PC2﹣PA2= ﹣（5﹣r）2，

∴52﹣r2= ﹣（5﹣r）2，

解得：r=3，

∴AB=AC=4，

∵PD是直径，

∴∠PBD=90°=∠PAC，

又∵∠DPB=∠CPA，

∴△DPB∽△CPA，

∴ = ，

∴ = ，

解得：PB= ．

∴⊙O的半径为3，线段PB的长为

（3）解：作出线段AC的垂直平分线MN，作OE⊥MN，则可以推出OE= AC= AB=

又∵圆O与直线MN有交点，

∴OE= ≤r，

≤2r，

25﹣r2≤4r2，

r2≥5，

∴r≥ ，

又∵圆O与直线相离，

∴r＜5，

即 ≤r＜5．

【解析】（1）连接OB，根据切线的性质和垂直得出∠OBA=∠OAC=90°，推出∠OBP+∠ABP=90°，∠ACP+∠CPA=90°，求出∠ACP=∠ABC，根据等腰三角形的判定推出即可；（2）延长AP交⊙O于D，连接BD，设圆半径为r，则OP=OB=r，PA=5﹣r，根据AB=AC推出52﹣r2= ﹣（5﹣r）2 ， 求出r，证△DPB∽△CPA，得出 = ，代入求出即可；（3）根据已知得出Q在AC的垂直平分线上，作出线段AC的垂直平分线MN，作OE⊥MN，求出OE＜r，求出r范围，再根据相离得出r＜5，即可得出答案．