初一数学中,动点题是比较常见的一类题目,需要我们通过对图形的观察和分析,找到动点的运动轨迹以及相关的参数等。下面我们就来看一道经典的初一动点题例题,进行详细讲解。
例题:一个圆在坐标系中的方程为$x^2+y^2=25$,一个点P在圆上沿圆逆时针方向运动,当P沿圆逆时针方向运动$\frac$时,过P点的切线与x轴正半轴的夹角是多少?
解题思路:
1. 确定圆心和半径
首先,我们需要通过圆的方程$x^2+y^2=25$确定圆心和半径。根据圆的标准方程可知,圆心坐标为$(0,0)$,半径为$5$。
2. 确定点P的坐标
由于点P在圆上沿圆逆时针方向运动,因此我们需要找到点P在圆上的坐标。由于圆心坐标为$(0,0)$,因此我们可以通过角度来确定点P的坐标。
当P沿圆逆时针方向运动$\frac$时,它到圆心的连线与x轴正半轴的夹角为$\frac$,因此P点的坐标可以表示为$(5\cos\frac, 5\sin\frac)=(\frac,\frac{5\sqrt})$。
3. 确定过P点的切线方程
我们知道,过圆上一点的切线垂直于该点到圆心的连线。因此,过点P的切线垂直于点P到圆心的连线。点P到圆心的连线可以表示为$y=\sqrtx$,因此过点P的切线斜率为$-\frac{\sqrt}$。
又因为过点P的切线与x轴正半轴的夹角为$\theta$,因此$\tan\theta=-(-\frac{\sqrt})=\frac{\sqrt}$,即$\theta=\frac$。
因此,当P沿圆逆时针方向运动$\frac$时,过P点的切线与x轴正半轴的夹角为$\frac$。
综上所述,本题的答案为$\frac$。
总结:
初一动点题需要我们灵活运用几何知识和三角函数知识,通过对图形的观察和分析,找到动点的运动轨迹和相关参数,从而求解问题。在解题过程中,我们需要注意角度的转化和计算,以及对于圆的性质的掌握。
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