如图,矩形ABCD中,∠ADB=30°,AB=.动点P从A点出发沿AD方向运动,速度为每秒3个单位,终点是点D;动点Q从C点出发沿CB方向运动,速度为每秒1个单位,终点是点B.?若P、Q两点同时出发,出发时间为t秒,点P、点Q中有一点停止运动,另一点也随之而停止运动.分别以P、Q为圆心,PA、QC为半径作⊙P和⊙Q.
(1)填空:AD的长为________;
(2)当⊙P与直线BD相切时,
①用直尺和圆规在图①中作出⊙P(保留作图痕迹,不写作法);
②求出此时t的值.
(3)求t为何值时,⊙P与⊙Q相切?
网友回答
解:(1)∵∠ADB=30°,AB=.
∴AD=AB÷tan30°=2÷=6;
(2)①作图正确
②由①作图可知∠PBD=∠ADB=30°,AP=3t,则PB=PD=6-3t
在Rt△PAB中AB2+AP2=PB2
根据题意得
解得;
(3)如图②⊙P与⊙Q外切时,过点P作PM⊥BC垂足为M,PQ=3t+t=4t,MQ=6-4t
则得
解得t=1;
如图③⊙P与⊙Q内切时,过点P作PN⊥BC垂足为N,PQ=3t-t=2t,
NQ=CQ-CN=t-(6-3t)=4t-6
则得
解得t=2.(11分)
综合所得,当t=1或2时⊙P与⊙Q相切.
解析分析:(1)在直角三角形ADB中,利用30°的正切值即可求得AD的长;(2)由作图可知∠PBD=∠ADB=30°,表示出AP=3t,则PB=PD=6-3t然后在Rt△PAB中利用AB2+AP2=PB2得,求得t值即可;(3)当⊙P与⊙Q外切时,过点P作PM⊥BC足为M,PQ=3t+t=4t,MQ=6-4t,利用勾股定理求得t值,当⊙P与⊙Q内切时,过点P作PN⊥BC垂足为N,PQ=3t-t=2t,NQ=CQ-CN=t-(6-3t),利用勾股定理求得t值即可.
点评:本题考查了相切两圆的性质及勾股定理等知识,是一道综合性很强的题目.