Question

如圖，在直角坐標(biāo)系xoy中，已知兩點(diǎn)O₁（3，0）、B（-2，0），⊙O₁與x軸交于原點(diǎn)O和點(diǎn)A，E是y軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)，設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為（0，m）．
（1）當(dāng)點(diǎn)O₁到直線BE的距離等于3時(shí)，求直線BE的解析式；
（2）當(dāng)點(diǎn)E在y軸上移動(dòng)時(shí)，直線BE與⊙O₁有哪幾種位置關(guān)系；直接寫(xiě)出每種位置關(guān)系時(shí)的m的取值范圍；
（3）若在第（1）題中，設(shè)∠EBA=α，求sin2α-2sinα•cosα的值．

Answer 1

（1）由已知得BE是⊙O₁的切線，
設(shè)切點(diǎn)為M，連接O₁M，則O₁M⊥BM，
∴O₁M=3，BM=4，又OE⊥BO，
∴△BOE∽△BMO，
∴

OE

O1M

=

OB

BM

，
∴

m

3

=

2

4

，
∴m=

3

2

，
設(shè)此時(shí)直線BE的解析式是y=kx+m，
將B（-2，0）及m=

3

2

代入上式，解得k=

3

4

，
∴y=

3

4

x+

3

2

，
由圓的對(duì)稱性可得：m=-

3

2

，直線BE也與⊙O₁相切，
同理可得：y₂=-

3

4

x-

3

2

；

（2）當(dāng)m＞

3

2

或m＜-

3

2

時(shí)，直線與圓相離，
當(dāng)m=

3

2

或m=-

3

2

時(shí)，直線與圓相切，
當(dāng)-

3

2

＜m＜

3

2

時(shí)，直線與圓相交；

（3）當(dāng)直線BE與⊙O₁相切時(shí)，顯然存在另一條直線BF也與⊙O₁相切，
設(shè)直線BE、BF與⊙O₁相切于點(diǎn)M、N，連接O_1M、O₁N，有O_1M⊥BM，O_1N⊥BN，由圓的對(duì)稱性可知∠EBF=2∠EBO=2∠α，
sinα=

O1M

BO1

=

3

5

，
cosα=

BM

BO1

=

4

5

，
過(guò)E作EH⊥BF于H，在△BEF中，
由三角形等積性質(zhì)得；EH•BF=EF•BO，
BF=BE=

5

2

，EF=2m=3，BO=2，
∴EH=

12

5

，
sin2α=sin∠EBF=

EH

BE

=

12 5

5 2

=

24

25

，
由此可得：sin2α-2sinα•cosα=

24

25

-

3

5

×

4

5

×2=0．