已知如图,在平面直角坐标系 $xOy$ 中,直线 $y=\sqrt 3x-2\sqrt 3$ 与 $x,y$ 轴分别交于 $A,B$ 两点,$P$ 是直线 $AB$ 上一动点,$\odot P$ 的半径为 $1$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    代几综合
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    函数与圆
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    函数与圆
  1. 判断原点 $O$ 与 $\odot P$ 的位置关系,并说明理由;
    标注
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      函数与圆
    答案
    原点 $O$ 在 $\odot P$ 外
    解析
    由直线 $AB$ 的函数关系式可得其与两坐标轴交点 $A\left(2,0\right),B\left(0,-2\sqrt 3\right)$.
    在直角 $\triangle OAB$ 中,$\tan\angle OBA=\dfrac{2}{2\sqrt 3}=\dfrac{\sqrt 3}3$,
    所以 $\angle OBA=30^\circ$.
    如图,过点 $O$ 作 $OH\perp AB$ 于点 $H$.在 $\triangle OBH$ 中,$OH=OB\cdot \sin\angle OBA=\sqrt3$.
    因为 $\sqrt3>1$,
    所以原点 $O$ 在 $\odot P$ 外.
  2. 当 $\odot P$ 过点 $B$ 时,求 $\odot P$ 被 $y$ 轴所截得的劣弧的长;
    标注
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    答案
    $\odot P$ 被 $y$ 轴所截得的劣弧长为 $\dfrac{2{\mathrm \pi}}{3}$
    解析
    如图,当 $\odot P$ 过点 $B$,点 $P$ 在 $y$ 轴右侧时.$\odot P$ 被 $y$ 轴所截得的劣弧所对圆心角为 $120^\circ$,
    所以弧长为 $\dfrac{120\times{\mathrm \pi}\times1}{180}=\dfrac{2{\mathrm \pi}}{3}$.
    同理,当 $\odot P$ 过点 $B$,点 $P$ 在 $y$ 轴左侧时,弧长同样为 $\dfrac{2{\mathrm \pi}}{3}$.
    所以,当 $\odot P$ 过点 $B$,$\odot P$ 被 $y$ 轴所截得的劣弧长为 $\dfrac{2{\mathrm \pi}}{3}$.
  3. 当 $\odot P$ 与 $x$ 轴相切时,求出切点的坐标.
    标注
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    答案
    $\left(2+\dfrac{\sqrt3}{3},0\right)$
    解析
    如图,当 $\odot P$ 与 $x$ 轴相切,且位于 $x$ 轴下方时,设切点为 $D$.在直角 $\triangle DAP$ 中,$AD=DP\cdot \tan \angle DPA=1\times\tan{30^\circ}=\dfrac{\sqrt3}{3}$.
    此时 $D$ 点坐标为 $\left(2-\dfrac{\sqrt3}{3},0\right)$.
    当 $\odot P$ 与 $x$ 轴相切,且位于 $x$ 轴上方时,根据对称性可以求出切点坐标 $\left(2+\dfrac{\sqrt3}{3},0\right)$.
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 问题3 答案3 解析3 备注3
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