Question

如圖，在直角坐標系xoy中，已知兩點O₁（3，0）、B（-2，0），⊙O₁與x軸交于原點O和點A，E是y軸上的一個動點，設點E的坐標為（0，m）．
（1）當點O₁到直線BE的距離等于3時，求直線BE的解析式；
（2）當點E在y軸上移動時，直線BE與⊙O₁有哪幾種位置關系；直接寫出每種位置關系時的m的取值范圍；
（3）若在第（1）題中，設∠EBA=α，求sin2α-2sinα•cosα的值．

Answer 1

（1）由已知得BE是⊙O₁的切線，
設切點為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

，
設此時直線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m＞

3

2

或m＜-

3

2

時，直線與圓相離，
當m=

3

2

或m=-

3

2

時，直線與圓相切，
當-

3

2

＜m＜

3

2

時，直線與圓相交；

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

O1M

BO1

=

3

5

，
cosα=

BM

BO1

=

4

5

，
過E作EH⊥BF于H，在△BEF中，
由三角形等積性質得；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．