$1. 直線上滾動:$ $路徑:平行于直線的線段$ $路徑長:等于直線段長度,設(shè)直線段長為L,路徑長=L$ $2. 圓上滾動(圓形紙片半徑為r,固定圓半徑為R):$ $外滾動(沿固定圓外側(cè)):$ $路徑:以固定圓圓心為圓心,半徑為R+r的圓$ $路徑長:2\pi(R+r)$ $內(nèi)滾動(沿固定圓內(nèi)側(cè),R>r):$ $路徑:以固定圓圓心為圓心,半徑為R-r的圓$ $路徑長:2\pi(R-r)$ $3. 折線上滾動(折線由線段AB、BC組成,內(nèi)角為\alpha,圓半徑為r):$ $路徑:線段AB對應(yīng)平行線段 + 圓弧 + 線段BC對應(yīng)平行線段$ $路徑長:AB + BC + \frac{(180°-\alpha)\pi r}{180°}(其中180°-\alpha為圓弧圓心角)$
(1) 設(shè)直線$l_1$的函數(shù)表達(dá)式為$y = kx + b,$將點(diǎn)$(1,2)$和$(-2,-1)$代入可得:$\begin{cases}k + b = 2 \\ -2k + b = -1\end{cases},$解得$\begin{cases}k = 1 \\ b = 1\end{cases},$所以直線$l_1$的函數(shù)表達(dá)式為$y = x + 1。$ (2) 設(shè)點(diǎn)$P$的坐標(biāo)為$(a, a + 1),$因?yàn)?\odot P$的半徑為$5,$當(dāng)$\odot P$與坐標(biāo)軸只有$3$個不同的公共點(diǎn)時,分兩種情況:①圓與$x$軸相切,與$y$軸相交,此時$|a + 1| = 5,$解得$a = 4$或$a = -6,$當(dāng)$a = 4$時,點(diǎn)$P$到$y$軸的距離為$4,$$4 < 5,$與$y$軸有兩個交點(diǎn),符合題意,坐標(biāo)為$(4,5);$當(dāng)$a = -6$時,點(diǎn)$P$到$y$軸的距離為$6,$$6 > 5,$與$y$軸無交點(diǎn),不符合題意。②圓與$y$軸相切,與$x$軸相交,此時$|a| = 5,$解得$a = 5$或$a = -5,$當(dāng)$a = -5$時,點(diǎn)$P$到$x$軸的距離為$|-5 + 1| = 4 < 5,$與$x$軸有兩個交點(diǎn),符合題意,坐標(biāo)為$(-5,-4);$當(dāng)$a = 5$時,點(diǎn)$P$到$x$軸的距離為$6 > 5,$與$x$軸無交點(diǎn),不符合題意。③圓過原點(diǎn),此時$a^2 + (a + 1)^2 = 25,$解得$a = 3$或$a = -4,$坐標(biāo)為$(3,4)$或$(-4,-3)。$綜上,點(diǎn)$P$的坐標(biāo)為$(4,5),$$(-5,-4),$$(3,4),$$(-4,-3)。$ (3) 因?yàn)橹本€$l_1$:$y = x + 1,$直線$l_2$:$y = 2x - 1,$設(shè)點(diǎn)$Q$的坐標(biāo)為$(m, 2m - 1),$點(diǎn)$P$的坐標(biāo)為$(n, n + 1),$因?yàn)?PQ = \sqrt{2},$所以$\sqrt{(m - n)^2 + (2m - 1 - n - 1)^2} = \sqrt{2},$即$(m - n)^2 + (2m - n - 2)^2 = 2。$又因?yàn)橐渣c(diǎn)$Q$為圓心,$\sqrt{2}$為半徑的圓與直線$l_1$相切,直線$l_1$:$x - y + 1 = 0,$所以點(diǎn)$Q$到直線$l_1$的距離為$\frac{|m - (2m - 1) + 1|}{\sqrt{1^2 + (-1)^2}} = \frac{| - m + 2|}{\sqrt{2}} = \sqrt{2},$解得$m = 0$或$m = 4。$當(dāng)$m = 0$時,$Q(0, -1),$代入$PQ = \sqrt{2}$可得$\sqrt{(0 - n)^2 + (-1 - n - 1)^2} = \sqrt{2},$解得$n = -1,$此時點(diǎn)$P$的坐標(biāo)為$(-1,0);$當(dāng)$m = 4$時,$Q(4,7),$代入$PQ = \sqrt{2}$可得$\sqrt{(4 - n)^2 + (7 - n - 1)^2} = \sqrt{2},$解得$n = 5,$此時點(diǎn)$P$的坐標(biāo)為$(5,6)。$所以點(diǎn)$P$的坐標(biāo)為$(-1,0),$$(5,6)。$
【答案】: (1)垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對的兩條弧;任意角度;重合 (2)特殊位置(或圓心在圓周角的一邊上) (3)扇形
【解析】: (1)垂直于弦的直徑平分弦,并且平分弦所對的兩條??;任意角度;重合 (2)特殊位置(或圓心在圓周角的一邊上) (3)扇形
1. 直線上滾動: 路徑:平行于直線的線段 路徑長:等于直線段長度,設(shè)直線段長為$L$,路徑長$=L$ 2. 圓上滾動(圓形紙片半徑為$r$,固定圓半徑為$R$): 外滾動(沿固定圓外側(cè)): 路徑:以固定圓圓心為圓心,半徑為$R+r$的圓 路徑長:$2\pi(R+r)$ 內(nèi)滾動(沿固定圓內(nèi)側(cè),$R>r$): 路徑:以固定圓圓心為圓心,半徑為$R-r$的圓 路徑長:$2\pi(R-r)$ 3. 折線上滾動(折線由線段$AB$、$BC$組成,內(nèi)角為$\alpha$,圓半徑為$r$): 路徑:線段$AB$對應(yīng)平行線段 + 圓弧 + 線段$BC$對應(yīng)平行線段 路徑長:$AB + BC + \frac{(180°-\alpha)\pi r}{180°}$(其中$180°-\alpha$為圓弧圓心角)
【答案】: (1) $y = x + 1$ (2) $(4,5)$,$(-5,-4)$,$(3,4)$,$(-4,-3)$ (3) $(-1,0)$,$(5,6)$
【解析】: (1) 設(shè)直線$l_1$的函數(shù)表達(dá)式為$y = kx + b$,將點(diǎn)$(1,2)$和$(-2,-1)$代入得: $\begin{cases} k + b = 2 \\ -2k + b = -1 \end{cases}$,解得$\begin{cases} k = 1 \\ b = 1 \end{cases}$,故$l_1$的表達(dá)式為$y = x + 1$。 (2) 設(shè)$P(m, m + 1)$,$\odot P$半徑為5。 與$x$軸相切:$|m + 1| = 5$,$m = 4$($m = -6$舍去),得$P(4,5)$; 與$y$軸相切:$|m| = 5$,$m = -5$($m = 5$舍去),得$P(-5,-4)$; 過原點(diǎn):$m^2 + (m + 1)^2 = 25$,解得$m = 3$或$m = -4$,得$P(3,4)$或$P(-4,-3)$。 綜上,$P$的坐標(biāo)為$(4,5)$,$(-5,-4)$,$(3,4)$,$(-4,-3)$。 (3) 直線$l_1$:$x - y + 1 = 0$,設(shè)$Q(b, 2b - 1)$,$P(a, a + 1)$。 $Q$到$l_1$的距離為$\sqrt{2}$,即$\frac{|2 - b|}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}$,解得$b = 0$或$b = 4$,故$Q(0,-1)$或$Q(4,7)$。 當(dāng)$Q(0,-1)$時,$\sqrt{(a - 0)^2 + (a + 1 + 1)^2} = \sqrt{2}$,解得$a = -1$,$P(-1,0)$; 當(dāng)$Q(4,7)$時,$\sqrt{(a - 4)^2 + (a + 1 - 7)^2} = \sqrt{2}$,解得$a = 5$,$P(5,6)$。 綜上,$P$的坐標(biāo)為$(-1,0)$,$(5,6)$。
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