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问题: 高二数学解析题一道

已知圆C:(x+4)2+y2=4,圆D的圆心D在y轴上,且与圆C外切,圆D与y轴交于A、B两点,点P为(-3,0)
1、若点D的坐标为(0,3),求∠APB的正切值
2、当点D在y轴上运动时,求tan∠APB的最大值
3、在x轴上是否存在定点Q,当圆D在y轴上运动时,∠AQB是定值?如果存在,求出Q点坐标;如果不存在,说明理由。

解答:

解:
(1)当点D的坐标为(0,3)时。
|CD|=√[OC^+OD^]=√[4^+3^]=5=2+R R为圆D的半径
R=3 A(0,6) B(0。0) P(-3,0)
tan∠APB=6/|-3|=2
(2) A)0,y1) B(0,y2) D(0,y)
tan∠APB=tan(∠APO-∠BPO)
=[tan∠APO-tan∠BPO]/[1+tan∠APOtan∠BPO]
=[(y1-y2)/3]/[1+y1y2/9]
=6R/(9+y1y2)
2y=y1+y2
2R=y1-y2
∴y^-R^=y1y2
(R+2)^=(-4)^+y^
y^-R^=4R-12
∴tan∠APB=6R/[9+4R-12]=6R/(4R-3)=3/2+9/(8R-6)
R≥2
当R=2时 8R-6取最小值 10
9/(8R-6)取最大值9/10
∴ [tan∠APB]max=3/2+9/10=12/5
(3)Q(x,0)
tan∠APB=2xR/(x^+4R-12)
x=±2√3时
tan∠APB=√3