等腰直角△ABC和⊙O如图放置,已知AB=BC=1,∠ABC=90°,⊙O的半径为1,

等腰直角△ABC和⊙O如图放置,已知AB=BC=1,∠ABC=90°,⊙O的半径为1,圆心O与直线AB的距离为5.现△ABC以每秒2个单位的速度向右移动,同时△ABC的边长AB、BC又以每秒0.5个单位沿BA、BC方向增大.

⑴ 当△ABC的边(BC边除外)与圆第一次相切时,点B移动了多少距离?

⑵ 若在△ABC移动的同时,⊙O也以每秒1个单位的速度向右移动,则△ABC从开始移动,到它的边与圆最后一次相切,一共经过了多少时间?

⑶ 在⑵的条件下,是否存在某一时刻,△ABC各边刚好与⊙O都相切?若存在,求出刚好符合条件时两个图形移动了多少时间?若不存在,能否改变AB、BC沿BA、BC方向的速度,使△ABC各边刚好与⊙O都相切.

 

答案

,⑵6秒,(3)若圆能在△ABC的内部时,则存在,4秒;若圆O不能在三角形的内部,则不存在,t=

解析:由切线长定理可知CE= CD,设CD=x,则CE=x,易知CF=x

x+x=1   ∴x=-1  ∴CC=5-1-(-1)=5-    2分

∴点C运动的时间为                3分

∴点B运动的的距离为                  4分

⑵设一共经过了t秒,根据题意得:2t-5=t+1

t =6

答:一共经过了6秒                 6分

⑶∵△ABC与⊙O从开始运动到第二次相切时,2t+1=t+5    t=4         7分

∴从开始运动到第二次相切的时间为4秒, 此时△ABC移至△ABC处,

AB=1+4×=3                                             8分

连接BO并延长交AC于点P,则BP⊥AC

且OP=<1        ∴此时⊙O与AC相交           

∴不存在△ABC各边与⊙O都相切.                               9分

设AB、BC沿BA、BC方向的速度为t,则(1+4t)×=1        10分

t=                  11分

 

 

 

 

 

 

 

 


(1)当△ABC第一次与圆相切时,应是AC与圆相切.如图,△ABC移至△A′B′C′处,A′C′与⊙O切于点E,连OE并延长,交B′C′′于F.设⊙O与直线l切于点D,连OD,则OE⊥A′C′,OD⊥直线l.由切线长定理,以及直角三角形的性质可求得CD的值,进而求得CC′的值,从而求得点C运动的时间,也就有了点运动的时间,点B移动的距离也就可求得了.

(2)△ABC与⊙O从开始运动到最后一次相切时,应为AB与圆相切,路程差为6,速度差为1,故从开始运动到最后一次相切的时间为6秒.

(3)若圆能在△ABC的内部时,则存在;若圆O不能在三角形的内部,则不存在;即求在(2)条件下,AC与圆的位置关系即可.

 

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