如图,在平面直角坐标系中,A(8,0)、B(6,)、C(0,),有两点P、Q同时从A点出发分别作匀速运动,其中点P沿AB、BC向终点C运动,速度为每秒2个单位,点Q沿

发布时间:2020-08-05 14:07:51

如图,在平面直角坐标系中,A(8,0)、B(6,)、C(0,),有两点P、Q同时从A点出发分别作匀速运动,其中点P沿AB、BC向终点C运动,速度为每秒2个单位,点Q沿AD向终点D运动,速度为每秒1个单位,当这两个点中有一个点到达自己的终点时,另一个点也停止运动,设这两点从A点出发运动了t秒.
(1)动点P与Q哪一点先到达自己的终点?此时t为何值?
(2)若⊙B的半径为1,t为何值时以PQ为半径的⊙P既与⊙B相切又与AD相切?
(3)以PQ为直径的圆能否与CD相切?若有可能求出t的值或t的取值范围,若不可能请说明理由.

网友回答

解:(1)作BM⊥AD于M;
∵B(6,),
∴DM=6,BM=;
∵A(8,0),
∴AM=8-6=2,
∴AB==4,
∴P点到达终点的时间为:t=(BC+AB)÷2=5秒,
此时Q在距A点5个单位处,
∴P点先到达,此时t=5秒;

(2)∵由(1)可知∠BAM=30°;
∵AP:AQ=2:1,
∴PQ∥BM,
∴△PMA为直角三角形;
∵AB=4,
∴PQ=t,AP=2t,BP=4-2t,
∴t±1=4-2t,
t=3(2-)或t=5(2-);

(3)t=时,以PQ为直径的圆能与CD相切,
设PQ的中点为M,过M作MN⊥y轴于N,过P点作PH⊥x轴于H;
依题意得:CP+OQ=2MN
10-2t+8-t=PQ
即(18-3t)2=PQ2=(2)2+[(8-t)-(10-2t)]2,
化简得:2t2-26t+77=0,
t=或,
又t≤5,故取t=.
解析分析:(1)此题主要是求得AB的长,作BM⊥AD于M,根据点A,B的坐标运用勾股定理求得AB=4,同时发现30°的直角三角形ABM;根据题意,得点P运动的时间=(4+6)÷2=5秒,点Q运动的时间=8÷1=8秒,故点P先到达终点;
(2)根据路程=速度×时间,则AP=2t,所以BP=4-2t;根据(1)中发现的30°的直角三角形,结合AP=2AQ,发现PQ∥BM,则△APQ也是30°的直角三角形,从而求得PQ=t;再根据两圆相切,可能内切,也可能外切,当两圆内切时,圆心距等于两圆半径之差;当两圆外切时,圆心距等于两圆半径之和列方程计算;
(3)若以PQ为直径的圆能与CD相切,则点P一定运动到了BC上;设PQ的中点为M,过M作MN⊥y轴于N,过P点作PH⊥x轴于H;根据直线和圆相切,则圆心到直线的距离等于圆的半径,表示出PQ的长,再根据勾股定理列方程求解.

点评:本题考查了直线和圆的位置关系、两圆的位置关系、以及勾股定理.能够从中发现特殊的直角三角形是解题的关键.
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