2024届宝山区初三二模数学试卷精讲(第6题)

6. 如图1,\triangle ABC中,\angle C=90^\circ, AB=5, \tan B=\frac{1}{2}。如果以点C为圆心,半径为R的⊙C与线段AB有两个交点,那么⊙C的半径R的取值范围是( )

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(A) 2<R\leqslant\sqrt{5};

(B) 2\leqslant R\leqslant\sqrt{5};

(C) \sqrt{5}\leqslant R\leqslant2\sqrt{5};

(D) 0<R\leqslant\sqrt{5}.

题目解析

首先,我们来复习一下相关的知识点:

  • 直角三角形的性质:在直角三角形中,斜边是最长的边,且满足勾股定理:a^2 + b^2 = c^2,其中c为斜边。
  • 正切函数:\tan B =对边/邻边 ,这里指的是在直角三角形中,角B的对边与邻边的比值。
  • 圆与直线的关系:当圆与直线相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径;当圆与直线相交时,圆心到直线的距离小于圆的半径。

题目要求我们求出以点C为圆心,半径为R的⊙C与线段AB有两个交点时,半径R的取值范围。

首先,我们需要明确几个关键点:

  • △ABC是一个直角三角形,其中∠C=90°。
  • 已知AB=5,且\tan B = \frac{1}{2}
  • 以点C为圆心,半径为R的⊙C与线段AB有两个交点。

根据直角三角形的性质,我们可以得到以下信息:

  • 在直角三角形中,斜边是最长的边,因此AC和BC分别是两条直角边。
  • 根据勾股定理,有AB^2 = AC^2 + BC^2
  • 已知AB=5,所以有5^2 = AC^2 + BC^2,即25 = AC^2 + BC^2
  • 又因为\tan B = \frac{1}{2},所以有\frac{BC}{AC} = \frac{1}{2},即BC = \frac{1}{2}AC

BC = \frac{1}{2}AC代入到勾股定理中,得到:

25 = AC^2 + \left(\frac{1}{2}AC\right)^2

解得:AC = 2\sqrt{5}, BC = \sqrt{5}

接下来,我们需要确定⊙C与线段AB有两个交点时,半径R的取值范围。

  • 当⊙C与线段AB相切时,半径R最小,此时R等于点C到线段AB的距离。
  • 当⊙C与线段AB相交时,半径R最大,此时R等于点C到线段AB的距离加上线段AB的一半。

点C到线段AB的距离可以通过垂线段公式计算得出:

d = \frac{|AC \cdot BC|}{AB} = \frac{|2\sqrt{5} \cdot \sqrt{5}|}{5} = 2

因此,当⊙C与线段AB相切时,半径R最小为2。

当⊙C与线段AB相交时,半径R最大为点C到线段AB的距离加上线段AB的一半,即R = 2 + \frac{5}{2} = \frac{9}{2}

但是,由于⊙C是以点C为圆心,半径为R的圆,所以R的最大值不能超过AC或BC的长度,即R的最大值为√5。

综上所述,⊙C的半径R的取值范围是2 < R ≤ √5。

因此,正确答案是(A) 2 < R ≤ √5。

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