例、(武汉)如图,已知:在直角坐标系中.点E从O点出发,以1个单位/秒的速度沿x轴正方向运动,点F从O点出发,以2个单位/秒的速度沿y轴正方向运动.B(4,2),以BE为直径作⊙O1.

(1)若点E、F同时出发,设线段EF与线段OB交于点G,试判断点G与⊙O1的位置关系,并证明你的结论;
(2)在(1)的条件下,连接FB,几秒时FB与⊙O1相切?
(3)若点E提前2秒出发,点F再出发.当点F出发后,点E在A点的左侧时,设BA⊥x轴于点A,连接AF交⊙O1于点P,试问AP·AF的值是否会发生变化?若不变,请说明理由并求其值;若变化,请求其值的变化范围.
分析:
(1)要判断点G与⊙O1的位置关系,只需比较O1G与⊙O1的半径O1B的大小.设点E出发t秒,则E(t,0),F(0,2t),用待定系数法求出直线EF和直线OB的解析式,确定点G的坐标,用勾股定理计算出O1G与O1B的大小,从而进行判定.
(2)如果t秒时FB与⊙O1相切,那么∠FBE=90°;在RT△BEF与RT△OEF中,根据EF不变列出方程,求出t的值.
(3)设点F出发t秒,则E(t+2,0),F(0,2t);设P(x,y),由y:(4-x)=2t:4,得出x=
,即P(
,y);因为BE为直径,所以∠BPE=90°,PE2+BP2=BE2,得出y与t的关系,可以含t的代数式得出P的坐标,分别计算AP,AF的长,根据结果判断.
解:(1)设点E出发t秒,则E(t,0),F(0,2t);
设直线EF的方程为y=kx+b,则
,
∴解得
,
∴y=-2x+2t,
∴直线OB的方程为
;
∵解方程组
,
得
,
∴G(
);
∵O1是BE的中点,
∴O1(
,1),
∴
∴O1G=O1B,点G在⊙O1上.
(2)设t秒时FB与⊙O1相切,那么E(t,0),F(0,2t),∠FBE=90°;
∵EF2=BE2+BF2,EF2=OE2+OF2,
∴(4-t)2+22+42+(2-2t)2=t2+(2t)2,
解得t=2.5.
(3)设点F出发t秒,则E(t+2,0),F(0,2t),
设P(x,y);
∵y∶(4-x)=2t∶4,
∴
,
∴P(
,y).
∵BE为直径,
∴∠BPE=90°.
∵PE2+BP2=BE2
∴
,
∴
,
即P(
,
),
∴
,
∴AP=
×
,AF=
=2.
∴AP·AF=8,是不会发生变化的.
点评:
本题综合考查了切线的判定,三角函数等知识,解题中要善于抓住不变量,找到等量关系,题目有一定难度,可以考查学生的综合实力.