Question

（2011•北京）如圖，在平面直角坐標系xOy中，我把由兩條射線AE，BF和以AB為直徑的半圓所組成的圖形叫作圖形C（注：不含AB線段）．已知A（﹣1，0），B（1，0），AE∥BF，且半圓與y軸的交點D在射線AE的反向延長線上．
（1）求兩條射線AE，BF所在直線的距離；
（2）當一次函數y=x+b的圖象與圖形C恰好只有一個公共點時，寫出b的取值范圍；
當一次函數y=x+b的圖象與圖形C恰好只有兩個公共點時，寫出b的取值范圍；
（3）已知?AMPQ（四個頂點A，M，P，Q按順時針方向排列）的各頂點都在圖形C上，且不都在兩條射線上，求點M的橫坐標x的取值范圍．

Answer 1

解：（1）分別連接AD、DB，則點D在直線AE上，如圖1，

∵點D在以AB為直徑的半圓上，
∴∠ADB=90°，
∴BD⊥AD，
在Rt△DOB中，由勾股定理得，BD=，
∵AE∥BF，
∴兩條射線AE、BF所在直線的距離為．
（2）當一次函數y=x+b的圖象與圖形C恰好只有一個公共點時，b的取值范圍是b=或﹣1＜b＜1；
當一次函數y=x+b的圖象與圖形C恰好只有兩個公共點時，b的取值范圍是1＜b＜
（3）假設存在滿足題意的平行四邊形AMPQ，根據點M的位置，分以下四種情況討論：
①當點M在射線AE上時，如圖2．
∵AMPQ四點按順時針方向排列，
∴直線PQ必在直線AM的上方，
∴PQ兩點都在弧AD上，且不與點A、D重合，
∴0＜PQ＜．
∵AM∥PQ且AM=PQ，
∴0＜AM＜
∴﹣2＜x＜﹣1，
②當點M不在弧AD上時，如圖3，
∵點A、M、P、Q四點按順時針方向排列，
∴直線PQ必在直線AM的下方，
此時，不存在滿足題意的平行四邊形．
③當點M在弧BD上時，
設弧DB的中點為R，則OR∥BF，
當點M在弧DR上時，如圖4，
過點M作OR的垂線交弧DB于點Q，垂足為點S，可得S是MQ的中點．
∴四邊形AMPQ為滿足題意的平行四邊形，
∴0≤x＜．
當點M在弧RB上時，如圖5，
直線PQ必在直線AM的下方，
此時不存在滿足題意的平行四邊形．
④當點M在射線BF上時，如圖6，
直線PQ必在直線AM的下方，
此時，不存在滿足題意的平行四邊形．
綜上，點M的橫坐標x的取值范圍是
﹣2＜x＜﹣1或0≤x＜．

略