Question

13．如圖，直線l₁∥l₂，⊙O與l₁和l₂分別相切于點(diǎn)A和點(diǎn)B．直線MN與l₁相交于M，與l₂相交于N，⊙O的半徑為1，∠1=60°，直線MN從如圖所示位置向右平移，下列結(jié)論：①l₁和l₂的距離為2；②MN=4$\sqrt{3}$；③當(dāng)直線MN與⊙O相切時(shí)，∠MON=90°；④當(dāng)AM+BN=$\frac{{4\sqrt{3}}}{3}$時(shí)，直線MN與⊙O相切．其中正確的序號(hào)是①③④．

Answer 1

分析 如圖1，利用切線的性質(zhì)得到OA⊥l₁，OB⊥l₂，再證明點(diǎn)A、B、O共線即可得到l₁和l₂的距離為2，則可對(duì)①進(jìn)行判斷；作NH⊥AM，如圖1，易得四邊形ABNH為矩形，則NH=AB=2，然后在Rt△MNH中利用含30度的直角三角形三邊的關(guān)系可計(jì)算出MN，從而可對(duì)②進(jìn)行判斷；當(dāng)直線MN與⊙O相切時(shí)，如圖2，利用切線長(zhǎng)定理得到∠1=∠2，∠3=∠4，然后根據(jù)平行線的性質(zhì)和三角形內(nèi)角和可計(jì)算出∠MON的度數(shù)，則可對(duì)③進(jìn)行判斷；過點(diǎn)O作OC⊥MN于C，如圖2，根據(jù)梯形的面積和三角形面積公式，利用S_{四邊形ABNM}=S_△OAM+S_△OMN+S_△OBN得到 $\frac{1}{2}$•1•AM+$\frac{1}{2}$•1•BN+$\frac{1}{2}$MN•OC=$\frac{1}{2}$（BN+AM）•2，則根據(jù)AM+BN=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$，MN=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$可計(jì)算出OC=1，然后根據(jù)切線的判定定理可判斷直線MN與⊙O相切，則可對(duì)④進(jìn)行判斷．

解答 解：如圖1，∵⊙O與l₁和l₂分別相切于點(diǎn)A和點(diǎn)B，
∴OA⊥l₁，OB⊥l₂，
∵l₁∥l₂，
∴點(diǎn)A、B、O共線，
∴l(xiāng)₁和l₂的距離=AB=2，故①正確；
作NH⊥AM，如圖1，則四邊形ABNH為矩形，
∴NH=AB=2，
在Rt△MNH中，∵∠1=60°，
∴MH=$\frac{\sqrt{3}}{3}$NH=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$，
∴MN=2MH=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$，故②錯(cuò)誤；
當(dāng)直線MN與⊙O相切時(shí)，如圖2，∠1=∠2，∠3=∠4，
∵l₁∥l₂，
∴∠1+∠2+∠3+∠4=180°，
∴∠1+∠3=90°，
∴∠MON=90°，所以③正確；
過點(diǎn)O作OC⊥MN于C，如圖2，
∵S_{四邊形ABNM}=S_△OAM+S_△OMN+S_△OBN，
∴$\frac{1}{2}$•1•AM+$\frac{1}{2}$•1•BN+$\frac{1}{2}$•MN•OC=$\frac{1}{2}$•（BN+AM）•2，
即 $\frac{1}{2}$•（AM+BN）+MN•OC=AM+BN，
∵AM+BN=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$，MN=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$，
∴OC=1，
而OC⊥MN，
∴直線MN與⊙O相切，所以④正確．
故答案為①③④．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了切線的判定與性質(zhì)：圓的切線垂直于經(jīng)過切點(diǎn)的半徑；經(jīng)過半徑的外端且垂直于這條半徑的直線是圓的切線．常見的輔助線的：判定切線時(shí)“連圓心和直線與圓的公共點(diǎn)”或“過圓心作這條直線的垂線”； 有切線時(shí)，常常“遇到切點(diǎn)連圓心得半徑”．