在平面直角坐标系 $xOy$ 中,若点 $P$ 和点 $P_1$ 关于 $y$ 轴对称,点 $P_1$ 和点 $P_2$ 关于直线 $l$ 对称,则称点 $P_2$ 是点 $P$ 关于 $y$ 轴,直线 $l$ 的二次对称点.
【难度】
【出处】
无
【标注】
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如图,$\odot O$ 的半径为 $1$,若 $\odot O$ 上存在点 $M$,使得点 $M'$ 是点 $M$ 关于 $y$ 轴,直线 $l:x=b$ 的二次对称点,且点 $M'$ 在射线 $y=\dfrac{\sqrt 3}{3}x$($x\geqslant 0$)上,则 $b$ 的取值范围是标注答案$-\dfrac 12\leqslant b\leqslant 1$解析略
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$E(t,0)$ 是 $x$ 轴上的动点,$\odot E$ 的半径为 $2$,若 $\odot E$ 上存在点 $N$,使得点 $N'$ 是点 $N$ 关于 $y$ 轴,直线 $l:y=\sqrt 3x+1$ 的二次对称点,且点 $N'$ 在 $y$ 轴上,求 $t$ 的取值范围.标注答案$-4+\sqrt 3\leqslant t\leqslant 4+\sqrt 3$解析将点 $N$ 关于 $y$ 轴的对称点记为点 $P$,
所以点 $P$ 和点 $N'$ 关于直线 $l:y=\sqrt 3x+1$ 对称.
因为直线 $y=\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1$ 和 $y$ 轴关于直线 $y=\sqrt 3x+1$ 对称,
所以点 $P$ 在直线 $y=\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1$ 上.
因为直线 $y=-\dfrac {\sqrt 3}{3}x+1$ 和直线 $y=\dfrac{\sqrt 3}{3}+1$ 关于 $y$ 轴对称,
所以点 $N$ 在直线 $y=-\dfrac {\sqrt 3}{3}x+1$ 上,
所以符合题意的点 $N$ 是直线 $y=-\dfrac {\sqrt 3}{3}x+1$ 与 $\odot E$ 的公共点.① 当直线 $y=-\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1$ 与 $\odot E$ 相离时,则不存在符合题意的点 $N$;
② 当直线 $y=-\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1$ 与 $\odot E$ 相切时,如图所示,
则符合题意的点 $N$ 是直线 $y=-\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1$ 与 $\odot E$ 相切是的切点,
记直线 $y=-\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1 $ 与 $x$ 轴交于点 $R(\sqrt 3,0)$,
若点 $E$ 在点 $R$ 的左侧,
由 $E_1N_1=2$,可得 $RE_1=4,OE_1=4-\sqrt 3$,
所以 $t_1=-4+\sqrt 3$.
若点 $E$ 在点 $R$ 的右侧,
由 $E_2N_2=2$,可得 $RE_2=4,OE_2=4+\sqrt 3$,
所以 $t_2=4+\sqrt 3$;
③ 当直线 $y=-\dfrac{\sqrt 3}{3}x+1$ 与 $\odot E$ 相交时,
$-4+\sqrt 3< t<4+\sqrt 3$,
综上 $t$ 的取值范围是 $-4+\sqrt 3\leqslant t\leqslant 4+\sqrt 3$.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2