Question

如圖，拋物線y=x²-x與x軸交于O，A兩點(diǎn)．半徑為1的動(dòng)圓（⊙P），圓心從O點(diǎn)出發(fā)沿拋物線向靠近點(diǎn)A的方向移動(dòng)；半徑為2的動(dòng)圓（⊙Q），圓心從A點(diǎn)出發(fā)沿拋物線向靠近點(diǎn)O的方向移動(dòng)．兩圓同時(shí)出發(fā)，且移動(dòng)速度相等，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P，Q兩點(diǎn)重合時(shí)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)．設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t．
（1）點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)是______（用含t的代數(shù)式表示）；
（2）若⊙P與⊙Q相離，則t的取值范圍是______．

Answer 1

解：（1）連接OP、PQ、AQ．
∵拋物線y=x²-x與x軸交于O，A兩點(diǎn)，
∴O與A關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸x=對(duì)稱，
又∵動(dòng)圓（⊙P）的圓心從O點(diǎn)出發(fā)沿拋物線向靠近點(diǎn)A的方向移動(dòng)；動(dòng)圓（⊙Q）的圓心從A點(diǎn)出發(fā)沿拋物線向靠近點(diǎn)O的方向移動(dòng)，兩圓同時(shí)出發(fā)，且移動(dòng)速度相等，
∴OP=AQ，P與Q也關(guān)于直線x=對(duì)稱，
∴四邊形OPQA是等腰梯形．
作等腰梯形OPQA的高PM、QN，則OM=AN=t．
解方程x²-x=0，得x₁=0，x₂=5，
∴A（5，0），OA=5，
∴ON=OA-AN=5-t，
∴點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)是5-t；

（2）若⊙P與⊙Q相離，分兩種情況：
①⊙P與⊙Q外離，則PQ＞2+1，即PQ＞3．
∵OM=AN=t，OA=5，
∴PQ=MN=OA-OM-AN=5-2t，
∴5-2t＞3，
解得t＜1，
又∵t≥0，
∴0≤t＜1；
②⊙P與⊙Q內(nèi)含，則PQ＜2-1，即PQ＜1．
由①知PQ=5-2t，
∴5-2t＜1，
解得t＞2，
又∵兩圓分別從O、A兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā)，且移動(dòng)速度相等，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P，Q兩點(diǎn)重合時(shí)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，OA=5，點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t，
∴2t≤5，解得t≤．
∴2＜t≤．
故答案為5-t；0≤t＜1或2＜t≤．
分析：（1）連接OP、PQ、AQ．先根據(jù)拋物線的對(duì)稱性，得出y=x²-x與x軸的兩個(gè)交點(diǎn)O與A關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸x=對(duì)稱，再證明四邊形OPQA是等腰梯形，作等腰梯形OPQA的高PM、QN，根據(jù)等腰梯形的性質(zhì)得出OM=AN=t．然后解方程x²-x=0，求出OA=5，進(jìn)而得出點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)是5-t；
（2）⊙P與⊙Q相離，包含兩種情況：①⊙P與⊙Q外離，根據(jù)兩圓外離時(shí)，圓心距＞兩圓半徑之和求解；②⊙P與⊙Q內(nèi)含，根據(jù)兩圓內(nèi)含時(shí)，圓心距＜兩圓半徑之差的絕對(duì)值求解．
點(diǎn)評(píng)：本題借助于動(dòng)點(diǎn)主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì)，等腰梯形的性質(zhì)，圓與圓的位置關(guān)系，題型比較新穎，難度適中．利用二次函數(shù)的對(duì)稱性等證明四邊形OPQA是等腰梯形是解（1）題的關(guān)鍵；進(jìn)行分類討論是解（2）題的關(guān)鍵．