Question

如圖，在直角梯形ABCD中，AD∥BC，∠B=90°，AD=13厘米，BC=16厘米，CD=5厘米，AB為⊙O的直徑，動點(diǎn)P沿AD方向從點(diǎn)A開始向點(diǎn)D以1厘米/秒的速度運(yùn)動，動點(diǎn)Q沿CB方向從點(diǎn)C開始向點(diǎn)B以2厘米/秒的速度運(yùn)動，點(diǎn)P、Q分別從A、C兩點(diǎn)同時出發(fā)，當(dāng)其中一點(diǎn)停止時，另一點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動．
（1）求⊙O的直徑；
（2）求四邊形PQCD的面積y關(guān)于P、Q運(yùn)動時間t的函數(shù)關(guān)系式，并求當(dāng)四邊形PQCD為等腰梯形時，四邊形PQCD的面積；
（3）是否存在某一時刻t，使直線PQ與⊙O相切？若存在，求出t的值；若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）過點(diǎn)D作DE⊥BC于E，則四邊形ABED是矩形，AB=ED，所以求出DE，就求出了圓的直徑．
（2）要求四邊形PQCD的面積，只需用t表達(dá)出CQ和PD．當(dāng)四邊形PQCD為等腰梯形時，CQ-PD=2CE，即2t-（13-t）=6，即可求出t的值，從而確定四邊形的面積．
（3）先假設(shè)存在，構(gòu)造直角三角形，利用勾股定理得出方程，解方程，若方程有解，則存在，若方程無解，則不存在．
解答：解：（1）過點(diǎn)D作DE⊥BC于E，
BE=AD=13，
∵BC=16，
∴EC=3，
在Rt△DCE中，由于DC=5，
則DE=，
所以圓的直徑為4厘米；

（2）當(dāng)P，Q運(yùn)動t秒時，由點(diǎn)P，Q的運(yùn)動速度為1厘米/秒和2厘米/秒，
所以PD=（13-t）厘米，CQ=2t厘米，
所以四邊形PQCD的面積為y=，
即y=2t+26（0＜t≤8）；
當(dāng)四邊形PQCD為等腰梯形時，CQ-PD=2CE，
所以2t-（13-t）=6，解得t=，
這時y_{四邊形PQCD}=厘米²．

（3）存在．若PQ與圓相切，切點(diǎn)G，作PH⊥BC于H，
所以PA=PG=t，QG=QB=16-2t，
又得到QH=QB-HB=（16-2t）-t=16-3t，PQ=BQ+AP=16-t，
根據(jù)勾股定理得PQ²=PH²+QH²，
所以（16-t）²=16+（16-3t）²，
解得t₁=4+，t₂=4-，
因為4+和4-都在0＜t≤8內(nèi)，所以在t=（4+）秒或t=（4-）秒時，直線PQ與圓相切．
點(diǎn)評：本題是一個動點(diǎn)問題，解題時要善于將動點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化為靜態(tài)題．此題是一個大綜合題，難度較大，有利于培養(yǎng)同學(xué)們的鉆研精神和堅韌不拔的意志品質(zhì)．