Question

已知：如圖1，在梯形ABCD中，AD∥BC，∠A=90°，AD=6，AB=8，sinC=，點(diǎn)P在射線DC上，點(diǎn)Q在射線AB上，且PQ⊥CD，設(shè)DP=x，BQ=y．
（1）求證：點(diǎn)D在線段BC的垂直平分線上；
（2）如圖2，當(dāng)點(diǎn)P在線段DC上，且點(diǎn)Q在線段AB上時(shí)，求y關(guān)于x的函數(shù)解析式，并寫出定義域；
（3）若以點(diǎn)B為圓心、BQ為半徑的⊙B與以點(diǎn)C為圓心、CP為半徑的⊙C相切，求線段DP的長(zhǎng)．

Answer 1

【答案】分析：（1）過(guò)D作DH⊥BC于H，得出四邊形ABHD是矩形，推出DH=AB，BH=AD，在Rt△DHC中，求出DC=10，HC=6，推出BH=HC=6即可；                     
（2）延長(zhǎng)BA、CD相交于點(diǎn)S，根據(jù)三角形的中位線求出SD=DC=10，SA=AB=8，得出DP=x，BQ=y，SP=x+10，證△SPQ～△SAD，得出==，求出SQ=（x+10）即可；
（3）有三種情況：（�。┊�(dāng)點(diǎn)P在線段DC上，且點(diǎn)Q在線段AB上時(shí)，只有可能兩圓外切，由BQ+CP=BC，-x++10-x=12，求出x即可；（ⅱ）當(dāng)點(diǎn)P在線段DC上，且點(diǎn)Q在線段AB的延長(zhǎng)線上時(shí)，兩圓不可能相切，（ⅲ）當(dāng)點(diǎn)P在線段DC的延長(zhǎng)線上，且點(diǎn)Q在線段AB的延長(zhǎng)線上時(shí)，得出BQ=x-，CP=x-10，若兩圓外切，BQ+CP=BC，即x-+x-10=12，若兩圓內(nèi)切，|x--（x-10）|=12，求出即可．
解答：（1）證明：過(guò)D作DH⊥BC于H，如圖①，
在梯形ABCD中，AD∥BC，∠A=90°，
∴∠B=∠A=90°，∠BHD=90°，
∴四邊形ABHD是矩形，
∴DH=AB，BH=AD，
又∵AD=6，AB=8，
∴DH=8，BH=6，
在Rt△DHC中，sinC=，設(shè)DH=4k=8，DC=5k
∴DC=10，HC==6，
∴BH=HC=6，
又∵DH⊥BC，
∴點(diǎn)D在線段BC的垂直平分線上．
     
（2）解：延長(zhǎng)BA、CD相交于點(diǎn)S，如圖②，
∵AD∥BC且BC=12，
∴AD=BC，
∴===，
∴SD=DC=10，SA=AB=8，
∵DP=x，BQ=y，SP=x+10，
∠S=∠S，∠SAD=∠SPQ=90°，
∴△SPQ～△SAD
∴==，
∴SQ=（x+10），
∴BQ=16-（x+10），
∴所求的解析式為：y=-x+，定義域是0≤x≤．

（3）解：有三種情況：
（�。┊�(dāng)點(diǎn)P在線段DC上，且點(diǎn)Q在線段AB上時(shí)，只有可能兩圓外切，
由BQ+CP=BC，-x++10-x=12，
解得：x=，
（ⅱ）當(dāng)點(diǎn)P在線段DC上，且點(diǎn)Q在線段AB的延長(zhǎng)線上時(shí)，兩圓不可能相切，
（ⅲ）當(dāng)點(diǎn)P在線段DC的延長(zhǎng)線上，且點(diǎn)Q在線段AB的延長(zhǎng)線上時(shí)，
此時(shí)BQ=x-，CP=x-10                             
若兩圓外切，BQ+CP=BC，即x-+x-10=12，
解得：x=，
若兩圓內(nèi)切，|BQ-CP|=BC，
即|x--（x-10）|=12，
x--（x-10）=12，x--（x-10）=-12，
x=22，x=-74（不合題意舍去），
綜上所述，⊙B與⊙C相切時(shí)，線段DP的長(zhǎng)為或或22．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了圓與圓的位置關(guān)系，勾股定理，三角形的中位線，函數(shù)的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，主要考查學(xué)生綜合運(yùn)用性質(zhì)進(jìn)行推理和計(jì)算的能力，本題較好，有一定的難度．