Question

已知?jiǎng)訄AP：（x-a）²+（y-b）²=r²（r＞0）被y軸所截的弦長(zhǎng)為2，被x軸分成兩段弧，且弧長(zhǎng)之比等于（其中P（a，b）為圓心，O為坐標(biāo)原點(diǎn)）．
（1）求a，b所滿足的關(guān)系式；
（2）點(diǎn)P在直線x-2y=0上的投影為A，求事件“在圓P內(nèi)隨機(jī)地投入一點(diǎn)，使這一點(diǎn)恰好在△POA內(nèi)”的概率的最大值．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用垂徑定理，勾股定理、等腰直角三角形的性質(zhì)即可得出；
（2）利用點(diǎn)到直線的距離公式、兩點(diǎn)間的距離公式先計(jì)算出三角形的面積，利用幾何概率的計(jì)算公式得出概率，進(jìn)而利用導(dǎo)數(shù)求得其最大值．
解答：解：（1）如圖所示，設(shè)圓P被y軸所截的弦為EF，與x軸相較于C，D兩點(diǎn)，
過(guò)點(diǎn)P作PM⊥EF，垂足為M，連接PE，由垂徑定理可得|EM|=1，在Rt△EMP中，r²=1+a²．①
∵被x軸分成兩段弧，且弧長(zhǎng)之比等于，設(shè)為劣弧，∴∠CPD=90°，
過(guò)點(diǎn)P作PN⊥x軸，垂足無(wú)N，連接PD，PC，則Rt△PND為等腰直角三角形，∴r²=2b²．②
聯(lián)立①②消去r可得：2b²=1+a²，即為a，b所滿足的關(guān)系式．
（2）點(diǎn)P到直線x-2y=0的距離|PA|==d，
∵PA⊥OA，∴|OA|==，
∴S_△OAP==，
∴事件“在圓P內(nèi)隨機(jī)地投入一點(diǎn)，使這一點(diǎn)恰好在△POA內(nèi)”的概率P==
=，當(dāng)且僅當(dāng)d²=r²-d²，即，解得
∴P的最大值為．
點(diǎn)評(píng)：熟練掌握垂徑定理，勾股定理、等腰直角三角形的性質(zhì)、點(diǎn)到直線的距離公式、兩點(diǎn)間的距離公式、幾何概率的計(jì)算公式、利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性是解題的關(guān)鍵．