(5分)直线 I_ 1 和 I_ 2 是圆 x^ 2 +y…——2014 高考数学第 15 题答案解析

2014_大纲版 (2014·理)

2014 全国 第 15 题 填空题 区分题
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15.(5分)直线 $I_{1}$ 和 $I_{2}$ 是圆 $x^{2}+y^{2}=2$ 的两条切线,若 $I_{1}$ 与 $I_{2}$ 的交点为 $(1,3)$ ,则 $I_{1} { }_{1}$ 与 $\mathrm{I}_{2}$ 的夹角的正切值等于 $\_\_\_\_$ $\frac{4}{3}$。

参考答案$\frac{4}{3}$

完整解析 · 逐步详解

【考点】IV:两直线的夹角与到角问题.
【专题】5B:直线与圆.
【分析】设 $\mathrm{I}_{1}$ 与 $\mathrm{I}_{2}$ 的夹角为 $2 \theta$ ,由于 $\mathrm{I}_{1}$ 与 $\mathrm{I}_{2}$ 的交点 $\mathrm{A}(1,3)$ 在圆的外部,由直角
三角形中的边角关系求得 $\sin \theta=\frac{r}{O A}$
的值,可得 $\cos \theta , \tan \theta$
的值,再根据 $\tan 2 \theta=\frac{2 \tan \theta}{1-\tan ^{2} \theta}$ ,计算求得结果。
【解答】解:设 $\mathrm{I}_{1}$ 与 $\mathrm{I}_{2}$ 的夹角为 $2 \theta$ ,由于 $\mathrm{I}_{1}$ 与 $\mathrm{I}_{2}$ 的交点 $\mathrm{A}(1,3)$ 在圆的外部,
且点 A 与圆心 O 之间的距离为 $\mathrm{OA}=\sqrt{1+9}=\sqrt{10}$ ,
圆的半径为 $r=\sqrt{2}$ ,
$\therefore \sin \theta=\frac{r}{\mathrm{OA}}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{10}}$ ,
$\therefore \cos \theta=\frac{2 \sqrt{2}}{\sqrt{10}}, \quad \tan \theta=\frac{\sin \theta}{\cos \theta}=\frac{1}{2}$,

$\therefore \tan 2 \theta=\frac{2 \tan \theta}{1-\tan ^{2} \theta}=\frac{1}{1-\frac{1}{4}}=\frac{4}{3}$ ,
故答案为:$\frac{4}{3}$ .
【点评】本题主要考查直线和圆相切的性质,直角三角形中的变角关系,同角三角函数的基本关系、二倍角的正切公式的应用,属于中档题。

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