圆--隐圆和动圆 期末复习 2025-2026学年苏科版九年级数学上册
2026-01-13
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内容正文:
圆--隐圆和动圆 期末复习 2025-2026学年苏科版九年级上
一.定点定长
1.如图,在五边形ABCDE中,AB=AC=AD=AE,且AB∥ED,∠EAB=120°,则∠DCB= °﹒
2.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,BC=3,将△ABC绕点C逆时针旋转到△EDC的位置,点B的对应点D首次落在斜边AB上,则点A的运动路径的长为 .
3.如图,已知AB=AC=AD,∠CAD=20°,则∠CBD的度数是( )
A.10° B.15° C.20° D.25°
4.如图,在五边形ABCDE中,AB=AC=AD=AE,且AB∥ED,∠EAB=120°,则∠DCB=( )
A.150° B.160° C.130° D.60°
5.如图,在矩形ABCD中,AB=5,AD=4,M是边AB上一动点(不含端点),将△ADM沿直线DM对折,得到△NDM.当射线CN交线段AB于点P时,连接DP,则△CDP的面积为 ;DP的最大值为 .
二.四点共圆
6.如图,四边形ABCD中,∠BAC=∠BDC=50°,∠DBC=30°,则∠BAD= °.
7.如图所示,在等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,点D为斜边AB的中点,E是AC上一动点,过点D作DF垂直于DE交BC于点F,连接EF,则EF的最小值是 .
三.定线定角
8.如图,在等腰直角三角形ABC中,AC=BC=1,点P在以斜边AB为直径的半圆上,M为PC的中点,当点P沿半圆从点A运动至点B时,点M运动的路径长是 .
9.如图,△ABC为等边三角形,AB=2.若P为△ABC内一动点,且满足∠PAB=∠ACP,则线段PB长度的最小值为 .
10.已知∠MON=α,点A,B分别在射线OM,ON上运动,AB=6.
(1)如图①,若α=90°,取AB中点D,点A,B运动时,点D也随之运动,点A,B,D的对应点分别为A′,B′,D′,连接OD,OD′.判断OD与OD′有什么数量关系?证明你的结论;
(2)如图②,若α=60°,以AB为斜边在其右侧作等腰直角三角形ABC,求点O与点C的最大距离;
(3)如图③,若α=45°,当点A,B运动到什么位置时,△AOB的面积最大?请说明理由,并求出△AOB面积的最大值.
四.定角定高
11.问题提出:
(1)如图①,已知线段AB,请以AB为斜边,在图中画出一个直角三角形;
(2)如图②,已知点A是直线l外一点,点B、C均在直线l上,AD⊥l且AD=4,∠BAC=60°,求△ABC面积的最小值;
问题解决:
(3)如图③,某园林单位要设计把四边形花园划分为几个区域种植不同花草,在四边形ABCD中,∠A=45°,∠B=∠D=90°,CB=CD=m,点E、F分别为AB、AD上的点,若保持CE⊥CF,那么四边形AECF的面积是否存在最大值?若存在,请求出面积的最大值;若不存在,请说明理由.
五.最大张角
12.问题探究,
(1)如图①,在矩形ABCD中,AB=2AD,P为CD边上的中点,试比较∠APB和∠ADB的大小关系,并说明理由;
(2)如图②,在正方形ABCD中,P为CD上任意一点,试问当P点位于何处时∠APB最大?并说明理由;
问题解决
(3)某儿童游乐场的平面图如图③所示,场所工作人员想在OD边上点P处安装监控装置,用来监控OC边上的AB段,为了让监控效果最佳,必须要求∠APB最大,已知:∠DOC=60°,OA=400米,AB=200米,问在OD边上是否存在一点P,使得∠APB最大,若存在,请求出此时OP的长和∠APB的度数;若不存在,请说明理由.
6. 函数与动圆
13.如图,直线l与x轴、y轴分别相交于A、B两点,已知B(0,),∠BAO=30°,圆心P的坐标为(1,0).⊙P与y轴相切于点O,若将⊙P沿x轴向左移动,当⊙P与该直线相交时,横坐标为整数的P′的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
14.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x﹣4与x轴、y轴分别交于点B、C,半径为2的⊙P的圆心P从点A(8,m)(点A在直线y=x﹣4上)出发以每秒个单位长度的速度沿射线AC运动,设点P运动的时间为t秒,则当t= 时,⊙P与坐标轴相切.
15.已知以(0,4)为圆心的⊙M与直线l:y=﹣x相切,从相切处开始,⊙M以每秒1个单位的速度沿y轴某一方向匀速运动.
(1)⊙M的半径是 .
(2)若⊙M在运动过程中截直线l所得的弦长为,求⊙M的运动时间.
(3)若直线l同时以每秒个单位的速度沿x轴正方向运动,求⊙M与直线l再次相切时圆心的坐标.
7. 三角形 四边形与动圆
16.如图,一个半径为r的圆形纸片在边长为a()的等边三角形内任意运动,则在该等边三角形内,这个圆形纸片“不能接触到的部分”的面积是( )
A. B.
C. D.πr2
17.射线QN与等边△ABC的两边AB,BC分别交于点M,N,且AC∥QN,AM=MB=2cm,QM=4cm.动点P从点Q出发,沿射线QN以每秒1cm的速度向右移动,经过t秒,以点P为圆心,cm为半径的圆与△ABC的边相切(切点在边上),请写出t可取的一切值 (单位:秒)
18.在矩形ABCD中,AB=3cm,BC=4cm,点P从点A出发沿AB边以1cm/s的速度向点B移动(P可以与点B重合),同时,点Q从点B出发沿BC以2cm/s的速度向点C移动(点Q可以与点C重合),其中一点到达终点时,另一点随之停止运动.设运动时间为t秒.
(1)如图1,几秒后,PQ的长度等于3cm?
(2)如图1,几秒后,△BPQ的面积等于四边形ABCD面积的?
(3)若以Q为圆心,PQ为半径作⊙Q.如图2,若⊙Q与四边形CDPQ的边有三个公共点,则t的取值范围为 .(直接写出结果,不需说明理由)
参考答案与试题解析
1.如图,在五边形ABCDE中,AB=AC=AD=AE,且AB∥ED,∠EAB=120°,则∠DCB= 150 °﹒
【解答】解:∵AB∥ED,
∴∠E=180°﹣∠EAB=180°﹣120°=60°,
∵AD=AE,
∴△ADE是等边三角形,
∴∠EAD=60°,
∴∠BAD=∠EAB﹣∠DAE=120°﹣60°=60°,
∵AB=AC=AD,
∴∠B=∠ACB,∠ACD=∠ADC,
在四边形ABCD中,∠BCD=(360°﹣∠BAD)=(360°﹣60°)=150°.
故答案为:150.
2.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,BC=3,将△ABC绕点C逆时针旋转到△EDC的位置,点B的对应点D首次落在斜边AB上,则点A的运动路径的长为 π .
【解答】解:∵∠ACB=90°,∠B=60°,BC=3,
∴AC=3,
∵将△ABC绕点C逆时针旋转到△EDC的位置,
∴CB=CD,∠BCD=∠ACE,
∴△BCD是等边三角形,
∴∠BCD=∠ACE=60°,
∴点A的运动路径的长为=π,
故答案为:π.
3.如图,已知AB=AC=AD,∠CAD=20°,则∠CBD的度数是( )
A.10° B.15° C.20° D.25°
【解答】解:∵AC=AD,∠CAD=20°,
∴∠ACD=∠ADC=80°,
设∠ACB=β,∠CBD=α,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=β,
∴∠ABD=β﹣α,
∵AB=AD,
∴∠ADB=∠ABD=β﹣α,
∴∠BDC=∠ADC﹣∠ADB=80°﹣(β﹣α),
在△BCD中,∠CBD+∠BDC+∠BCD=180°,
∴α+80°﹣(β﹣α)+β+80°=180°,
∴α=10°,
即:∠CBD=10°,
故选:A.
4.如图,在五边形ABCDE中,AB=AC=AD=AE,且AB∥ED,∠EAB=120°,则∠DCB=( )
A.150° B.160° C.130° D.60°
【解答】解:∵AB∥ED,
∴∠E=180°﹣∠EAB=180°﹣120°=60°,
∵AD=AE,
∴△ADE是等边三角形,
∴∠EAD=60°,
∴∠BAD=∠EAB﹣∠DAE=120°﹣60°=60°,
∵AB=AC=AD,
∴∠B=∠ACB,∠ACD=∠ADC,
在四边形ABCD中,∠BCD=(360°﹣∠BAD)=(360°﹣60°)=150°.
故选:A.
5.如图,在矩形ABCD中,AB=5,AD=4,M是边AB上一动点(不含端点),将△ADM沿直线DM对折,得到△NDM.当射线CN交线段AB于点P时,连接DP,则△CDP的面积为 10 ;DP的最大值为 2 .
【解答】解:△CDP的面积为 ;
由题意可得△CDP的面积等于矩形ABCD的一半,∴△CDP的面积为 ;
在Rt△APD中,PD=,
当AP最大时,DP最大,
由题意可得点N是在以D为圆心4为半径的圆上运动,当射线CN与圆相切时,AP最大,此时C、N、M三点共线,此时点P和M重合,DP的值最大,如图;
设AP=x,则PB=5﹣x,DN=4,
∴CN=3,
在Rt△PBC中,根据勾股定理有:(5﹣x)2+42=(x+3)2,
解得x=2,
∴DP=2,
故答案为:10,2.
6.如图,四边形ABCD中,∠BAC=∠BDC=50°,∠DBC=30°,则∠BAD= 80 °.
【解答】解:∵四边形ABCD中,∠BAC=∠BDC=50°,
∴点A,B,C,D共圆,
∴∠DAC=∠DBC=30°,
∴∠BAD=∠DAC+∠BAC=50°+30°=80°.
故答案为:80.
7.如图所示,在等腰直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,点D为斜边AB的中点,E是AC上一动点,过点D作DF垂直于DE交BC于点F,连接EF,则EF的最小值是 2 .
【解答】解:连接CD,
∵AC=BC=4,点D是AB的中点,
∴CD⊥AB,AD=BD,∠A=∠B=45°,
∴∠ADC=90°,
∵∠ACB=90°,
∴CD=AD=BD=AB,∠DCF=∠DCA=∠ACB=45°,
∴∠CDF=∠A,
∵DF⊥DE,
∴∠DEF=90°,
∴∠CDF=∠ADE=90°﹣∠CDE,
在△CDF和△ADE中,
,
∴△CDF≌△ADE(ASA),
∴DF=DE,
∴EF===DE,
∴当DE⊥AC时,DE的值最小,此时EF的值最小,
∵CD=AD,∠ADC=90°,DE⊥AC,
∴DE=AE=AC=2,
∴EF=×2=2,
故答案为:2.
8.如图,在等腰直角三角形ABC中,AC=BC=1,点P在以斜边AB为直径的半圆上,M为PC的中点,当点P沿半圆从点A运动至点B时,点M运动的路径长是 π .
【解答】解:如图,设AB的中点为O,连接OP,OC,OM,
∵OP=OC,CM=PM,
∴OM⊥PC,
∴∠CMO=90°,
∴点M的运动轨迹是以OC为直径的⊙T,
设⊙T交AC于点E,交BC于点F,连接EF则EF是直径,
∴点M的运动轨迹在以OC为直径的⊙T上(即上),
∵AC=CB=1,∠ACB=90°,
∴AB===,
∵OA=OB,
∴OC=AB=,
∴点M的运动轨迹的长=×2π×=π,
故答案为:π.
9.如图,△ABC为等边三角形,AB=2.若P为△ABC内一动点,且满足∠PAB=∠ACP,则线段PB长度的最小值为 .
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠BAC=60°,AC=AB=2,
∵∠PAB=∠ACP,
∴∠PAC+∠ACP=60°,
∴∠APC=120°,
∴点P的运动轨迹是,
当O、P、B共线时,PB长度最小,设OB交AC于D,如图所示:
此时PA=PC,OB⊥AC,
则AD=CD=AC=1,∠PAC=∠ACP=30°,∠ABD=∠ABC=30°,
∴PD=AD•tan30°=AD=,BD=AD=,
∴PB=BD﹣PD=﹣=.
故答案为:.
10.已知∠MON=α,点A,B分别在射线OM,ON上运动,AB=6.
(1)如图①,若α=90°,取AB中点D,点A,B运动时,点D也随之运动,点A,B,D的对应点分别为A′,B′,D′,连接OD,OD′.判断OD与OD′有什么数量关系?证明你的结论;
(2)如图②,若α=60°,以AB为斜边在其右侧作等腰直角三角形ABC,求点O与点C的最大距离;
(3)如图③,若α=45°,当点A,B运动到什么位置时,△AOB的面积最大?请说明理由,并求出△AOB面积的最大值.
【解答】解:(1)OD=OD′,理由如下:
在Rt△AOB中,点D是AB的中点,
∴OD=,
同理可得:OD′=,
∵AB=A′B′,
∴OD=OD′;
(2)如图1,
作△AOB的外接圆I,连接CI并延长,分别交⊙I于O′,交AB于D,
当O运动到O′时,OC最大,
此时△AOB是等边三角形,
∴BO′=AB=6,
OC最大=CO′=CD+DO′=+BO′=3+3;
(3)如图2,
作等腰直角三角形AIB,以I为圆心,AI为半径作⊙I,
∴AI==3,∠AOB=,
则点O在⊙I上,取AB的中点C,连接CI并延长交⊙I于O,
此时△AOB的面积最大,此时OA=OB,
∵OC=CI+OI=AB+3=3+3,
∴S△AOB最大==9+9,
∴当OA=OB时,△AOB的最大面积是9+9.
11.问题提出:
(1)如图①,已知线段AB,请以AB为斜边,在图中画出一个直角三角形;
(2)如图②,已知点A是直线l外一点,点B、C均在直线l上,AD⊥l且AD=4,∠BAC=60°,求△ABC面积的最小值;
问题解决:
(3)如图③,某园林单位要设计把四边形花园划分为几个区域种植不同花草,在四边形ABCD中,∠A=45°,∠B=∠D=90°,CB=CD=m,点E、F分别为AB、AD上的点,若保持CE⊥CF,那么四边形AECF的面积是否存在最大值?若存在,请求出面积的最大值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)以AB为直径作圆,在圆上任取一点(不与点A、B重合)C,连接AC、BC,如图①所示:
则∠ACB=90°,
∴Rt△ACB即为所求;
(2)作△ABC的外接圆⊙O,连接OA、OB、OC,过点O作OE⊥BC于点E,如图②所示:
则∠BOC=2∠BAC,OA=OB=OC,BE=CE=BC,
∵∠BAC=60°,
∴∠BOC=120°,∠OBC=∠OCB=30°,
设 OA=OB=OC=r,
则OE=r,BC=2BE=r,
∵AO+OE≥AD,AD=4,
∴r+r≥4,
解得:r≥,
∴BC=r≥,
∴BC最小值为
∵S△ABC=BC•AD,
∴△ABC面积的最小值为:××4=;
(3)四边形AECF的面积存在最大值,理由如下:
分别延长AB、DC交于点M,如图③所示:
则△ADM、△CBM均为等腰直角三角形,
∵CB=CD=6m,
∴BM=6m,CM=12m,AD=DM=(12+6)m,
∴S四边形ABCD=S△ADM﹣S△CBM=DM2﹣BC2=×(12+6)2﹣×(6)2=(72+72)m2,
∵∠BCD=360°﹣∠A﹣∠CDA﹣∠CBA=360°﹣45°﹣90°﹣90°=135°,
∴将△CBE绕点C顺时针旋转135°得到△CDE′,则A、D、E′三点共线,
∴S四边形AECF=S四边形ABCD﹣(S△CBE+S△CDF)=S四边形ABCD﹣S△CE′F,
∵S四边形ABCD为定值,
∴当S△CE′F取得最小值时,S四边形AECF取得最大值,
∵∠E′CF=135°﹣90°=45°,
∴以E′F为斜边作等腰Rt△OE′F,则△CE′F的外接圆是以点O为圆心,OF长为半径的圆,
设△CE′F的外接圆半径为rm,则E′F=rm,
又∵OC+OD≥CD,
∴r+r≥6,
∴r≥12﹣12,
当点O在CD上时,E′F最短,此时E′F=r=(24﹣12)m,
∴S△CE′F最小=×(24﹣12)×6=(72﹣72)(m2),
∴S四边形AECF最大=S四边形ABCD﹣S△CE′F最小=72+72﹣(72﹣72)=144(m2).
12.问题探究,
(1)如图①,在矩形ABCD中,AB=2AD,P为CD边上的中点,试比较∠APB和∠ADB的大小关系,并说明理由;
(2)如图②,在正方形ABCD中,P为CD上任意一点,试问当P点位于何处时∠APB最大?并说明理由;
问题解决
(3)某儿童游乐场的平面图如图③所示,场所工作人员想在OD边上点P处安装监控装置,用来监控OC边上的AB段,为了让监控效果最佳,必须要求∠APB最大,已知:∠DOC=60°,OA=400米,AB=200米,问在OD边上是否存在一点P,使得∠APB最大,若存在,请求出此时OP的长和∠APB的度数;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)如图①中,结论:∠APB>∠ADB.
理由:作PH⊥AB于H.
∵四边形ABCD是矩形,PH⊥AB,
∴∠ADP=∠DAH=∠AHP=90°,
∴四边形ADPH是矩形,
∵AB=CD=2AD,DP=PC,
∴DA=DP,
∴四边形ADPH是正方形,
∴∠APH=45°,同理可证∠BPH=45°,
∴∠APB=90°,
∵∠ADB<90°,
∴∠APB>∠ADB.
(2)当点P位于CD的中点时,∠APB最大,理由如下:
假设P为CD的中点,如图②中,作△APB的外接圆⊙O,则此时CD切⊙O于点P,
在CD上取任意异于P点的点E,连接AE,与⊙O交于点F,连接BE,BF,
∵∠AFB是△EFB的外角,
∴∠AFB>∠AEB,
∵∠AFB=∠APB,
∴∠APB>∠AEB,
故点P位于CD的中点时,∠APB最大.
(3)如图③中,当经过A,B的⊙T与OD相切于P时,∠APB的值最大,
作TH⊥OC于H,交OD于Q,连接TA,TB,OT.设TP=TA=TB=r,
∵TA=TB,TH⊥AB,
∴AH=HB=100(m),
∵∠OHQ=90°,∠O=60°,OH=OA+AH=(400+100)(m),
∴QH=OH=(400+300)(m),∠OQH=30°,
∴TQ=2PT=2r,
∵TH==,
∴2r+=400+300,
整理得:3r2﹣(1600+1200)r+600000+240000=0,
∴(r﹣200)(3r﹣1000﹣1200)=0,
∴r=200或(1000+1200)(舍弃),
∴AT=200m,
∴AT=2AH,
∴∠ATH=30°,∠ATB=2∠ATH=60°,
∴∠APB=∠ATB=30°,
∴OP=OQ﹣PQ=800+200﹣600=(200+200)(m).
13.如图,直线l与x轴、y轴分别相交于A、B两点,已知B(0,),∠BAO=30°,圆心P的坐标为(1,0).⊙P与y轴相切于点O,若将⊙P沿x轴向左移动,当⊙P与该直线相交时,横坐标为整数的P′的个数是( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【解答】解:如图,作⊙P′与⊙P″切AB于D、E.
∵B(0,),∠BAO=30°,
∴OA=OBcot30°=3.则A点坐标为(﹣3,0);
连接P′D、P″E,则P′D⊥AB、P″E⊥AB,
则在Rt△ADP′中,AP′=2×DP′=2,
同理可得,AP″=2,
则P′横坐标为﹣3+2=﹣1,P″横坐标为﹣1﹣4=﹣5,
∴P横坐标x的取值范围为:﹣5<x<﹣1,
∴横坐标为整数的点P坐标为(﹣2,0)、(﹣3,0)、(﹣4,0).
故选:B.
14.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x﹣4与x轴、y轴分别交于点B、C,半径为2的⊙P的圆心P从点A(8,m)(点A在直线y=x﹣4上)出发以每秒个单位长度的速度沿射线AC运动,设点P运动的时间为t秒,则当t= 2或6或10 时,⊙P与坐标轴相切.
【解答】解:设⊙P与坐标轴的切点为D,
∵直线y=x﹣4与x轴、y轴分别交于点B、C,点A(8,m),
∴x=0时,y=﹣4,y=0时,x=4,x=8时,y=4,
∴A(8,4),B(4,0),C(0,﹣4),
∴AB=4,AC=8,OB=OC=4,
∴△OBC是等腰直角三角形,∠OBC=45°,
①当⊙P与x轴相切时,
∵点D是切点,⊙P的半径是2,
∴PD⊥x轴,PD=2,
∴△BDP是等腰直角三角形,
∴BD=PD=2,PB=2,
∴AP=AB﹣PB=2,
∵点P的速度为每秒个单位长度,
∴t=2;
②如图,⊙P与x轴和y轴都相切时,
∵PB=2,
∴AP=AB+PB=6,
∵点P的速度为每秒个单位长度,
∴t=6;
③当点P只与y轴相切时,
∵PC=2,
∴AP=AC+PC=10,
∵点P的速度为每秒个单位长度,
∴t=10.
综上所述,则当t=2或6或10秒时,⊙P与坐标轴相切,
故答案为:2或6或10.
15.已知以(0,4)为圆心的⊙M与直线l:y=﹣x相切,从相切处开始,⊙M以每秒1个单位的速度沿y轴某一方向匀速运动.
(1)⊙M的半径是 2 .
(2)若⊙M在运动过程中截直线l所得的弦长为,求⊙M的运动时间.
(3)若直线l同时以每秒个单位的速度沿x轴正方向运动,求⊙M与直线l再次相切时圆心的坐标.
【解答】解:(1)如图1中,设⊙M与直线y=﹣x相切于点C,设C(m,﹣m),作CH⊥y轴于H.
∵tan∠COH==,
∴∠COH=30°,
在Rt△COM中,∠MCO=90°,OM=4,
∴CM=OM=2,
故答案为2.
(2)如图2中,设⊙M与直线y=﹣x交于点A、B.作MC⊥AB于C,连接BM.
∵CM⊥AB,
∴AC=CB=,
在Rt△BCM中,CM==,
在Rt△COM中,∵∠COM=30°,OM=2CM=,
∴点M的运动距离=4﹣=,
∴t=s.
根据对称性当M′(﹣,0)时,也满足条件,
∴点M的运动距离=4+=,
∴t=s.
综上所述,⊙M在运动过程中截直线l所得的弦长为,所以⊙M的运动时间为s或s.
(3)如图3中,①当⊙M向下平移时,⊙M与直线的切点为C,作ME∥直线l,作ED⊥直线l于D.则四边形MCDE是矩形,
易知CM=ED=2,在Rt△ADE中,AE=,
在Rt△OME中,OM=4﹣t,OE=(4﹣t),
∵OA=t,
∴t=(4﹣t)+,
解得t=2,
∴M(0,2).
②当⊙M向上平移时,同法可得t=(4+t)+,
解得t=4,
∴M(0,8).
综上所述,满足条件的点M坐标为(0,2)或(0,8).
16.如图,一个半径为r的圆形纸片在边长为a()的等边三角形内任意运动,则在该等边三角形内,这个圆形纸片“不能接触到的部分”的面积是( )
A. B.
C. D.πr2
【解答】解:如图,当圆形纸片运动到与∠A的两边相切的位置时,
过圆形纸片的圆心O1作两边的垂线,垂足分别为D,E,
连接AO1,则Rt△ADO1中,∠O1AD=30°,O1D=r,.
∴.由.
∵由题意,∠DO1E=120°,得,
∴圆形纸片不能接触到的部分的面积为=.
故选:C.
17.射线QN与等边△ABC的两边AB,BC分别交于点M,N,且AC∥QN,AM=MB=2cm,QM=4cm.动点P从点Q出发,沿射线QN以每秒1cm的速度向右移动,经过t秒,以点P为圆心,cm为半径的圆与△ABC的边相切(切点在边上),请写出t可取的一切值 t=2或3≤t≤7或t=8 (单位:秒)
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC=AM+MB=4cm,∠A=∠C=∠B=60°,
∵QN∥AC,AM=BM.
∴N为BC中点,
∴MN=AC=2cm,∠BMN=∠BNM=∠C=∠A=60°,
分为三种情况:
①如图1,
当⊙P切AB于M′时,连接PM′,
则PM′=cm,∠PM′M=90°,
∵∠PMM′=∠BMN=60°,
∴M′M=1cm,PM=2MM′=2cm,
∴QP=4cm﹣2cm=2cm,
即t=2;
②如图2,
当⊙P于AC切于A点时,连接PA,
则∠CAP=∠APM=90°,∠PMA=∠BMN=60°,AP=cm,
∴PM=1cm,
∴QP=4cm﹣1cm=3cm,
即t=3,
当⊙P于AC切于C点时,连接P′C,
则∠CP′N=∠ACP′=90°,∠P′NC=∠BNM=60°,CP′=cm,
∴P′N=1cm,
∴QP=4cm+2cm+1cm=7cm,
即当3≤t≤7时,⊙P和AC边相切;
③如图3,
当⊙P切BC于N′时,连接PN′
则PN′=cm,∠PN′N=90°,
∵∠PNN′=∠BNM=60°,
∴N′N=1cm,PN=2NN′=2cm,
∴QP=4cm+2cm+2cm=8cm,
即t=8;
故答案为:t=2或3≤t≤7或t=8.
18.在矩形ABCD中,AB=3cm,BC=4cm,点P从点A出发沿AB边以1cm/s的速度向点B移动(P可以与点B重合),同时,点Q从点B出发沿BC以2cm/s的速度向点C移动(点Q可以与点C重合),其中一点到达终点时,另一点随之停止运动.设运动时间为t秒.
(1)如图1,几秒后,PQ的长度等于3cm?
(2)如图1,几秒后,△BPQ的面积等于四边形ABCD面积的?
(3)若以Q为圆心,PQ为半径作⊙Q.如图2,若⊙Q与四边形CDPQ的边有三个公共点,则t的取值范围为 0<t<﹣5 .(直接写出结果,不需说明理由)
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
由题意知,AP=tcm,BQ=2tcm,则BP=(3﹣t)cm,
∴PQ===3,
解得t=或t=0,
故秒后,PQ的长度等于3cm;
(2)∵四边形ABCD是矩形,AB=3cm,BC=4cm,
∴四边形ABCD的面积=3×4=12(cm),
∵△BPQ的面积等于四边形ABCD面积的,
∴=,
解得t=3或t=0(不合题意舍去),
∴3秒后,△BPQ的面积等于四边形ABCD面积的:
(3)当t=0时,如图2,⊙Q与四边形DPQC有两个公共点;
如图3,当⊙Q经过点D时,⊙Q与四边形DPQC有两个公共点,则QD=PQ,
得方程(3﹣t)2+(2t)2=9+(4﹣2t)2,
解得t=﹣5﹣(舍)或t=﹣5+.
∴当0<t<﹣5时,⊙Q与四边形CDPQ有三个公共点.
故答案为:<t<﹣5.
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