Question

如圖，第一象限內(nèi)半徑為2的⊙C與y軸相切于點A，作直徑AD，過點D作⊙C的切線l交x軸于點B，P為直線l上一動點，已知直線PA的解析式為：y=kx+3．設⊙C與PA交于點M，與AB交于點N，則時，k=    ．

Answer 1

【答案】分析：首先連接DN．由直徑所對的圓周角是直角，可得∠AND=90°，易證得△AMN∽△ABP；又由OA與PB都是⊙C的切線，易證得四邊形OADB是矩形，把x=0代入y=kx+3得y=3，即OA=BD=3，然后由勾股定理求得AB=5；又由相似三角形的相似比推知相似三角形的面積比．然后分兩種情況進行討論：①當點P在B點上方時，由相似三角形的面積比得到k²-4k-2=0，解關于k的一元二次方程；②當點P在B點下方時，由相似三角形的面積比得到k²+1=-（4k+3），解關于k的一元二次方程．
解答：解：連接DN．
∵AD是⊙C的直徑，
∴∠AND=90°，
∵∠ADN=90°-∠DAN，∠ABD=90°-∠DAN，
∴∠ADN=∠ABD，
又∵∠ADN=∠AMN，
∴∠ABD=∠AMN，
∵∠MAN=∠BAP，
∴△AMN∽△ABP，
∵OA與PB都是⊙C的切線，
∴AD⊥OA，AD⊥PB，
∵∠AOB=90°，
∴四邊形OADB是矩形，
∴OB=AD=4，OA=BD，
把x=0代入y=kx+3得：y=3，即OA=BD=3，
∴在Rt△OAB中，AB==5，
∵S_△ABD=AB•DN=AD•BD，
∴DN==，
∴AN²=AD²-DN²=42-（）²=，
∴，
∴S_△AMN=（）²•S_△ABP=，
∵點P的橫坐標為4，且直線PA的解析式為：y=kx+3，
∴點P的縱坐標為：4k+3，
當點P在B點上方時，
∵AP²=AD²+PD²=AD²+（PB-BD）²=4²+（4k+3-3）²=16（k²+1），
或AP²=AD²+PD²=AD²+（BD-PB）²=4²+（3-4k-3）²=16（k²+1），
∴S_△ABP=PB•AD=（4k+3）×4=2（4k+3），
∴S△AMN====，
整理得：k²-4k-2=0，
解得：k₁=2+，k₂=2-；
當點P在B點下方時，
∵AP²=AD²+PD²=4²+（3-4k-3）²=16（k²+1），S_△ABP=PB•AD=[-（4k+3）]×4=-2（4k+3），
S△AMN===，
化簡得：k²+1=-（4k+3），
解得：k=-2，
綜上可得：當時，k=2±或k=-2．
故答案為：2±或-2．
點評：此題考查了切線的性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、矩形的判定與性質(zhì)以及直角三角形的性質(zhì)．此題難度較大，注意掌握輔助線的作法，注意數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想與方程思想的應用．