Question

如圖1，已知l₁∥l₂，點A、B在直線l₁上，AB=4，過點A作AC⊥l₂，垂足為C，AC=3．過點A的直線與直線l₂交于點P，以點C為圓心，CP為半徑作圓C（如圖2）．
（1）當CP=1時，求cos∠CAP的值；
（2）如果圓C與以點B為圓心，BA為半徑的圓B相切，求CP的長；
（3）探究：當直線AP處于什么位置時（只要求出CP的長），將圓C沿著直線AP翻折后得到的圓C′恰好與直線l₂相切？并證明你的結論．

Answer 1

（1）∵AC=3，CP=1，AC⊥CP，
∴AP=

10

，
∴cos∠CAP=

AC

AP

=

3

10

=

3 10

10

；


（2）∵圓C與以點B為圓心，BA為半徑的圓B相內切，
AB=4，AC=3，
∴B、C為圓心
∴BC=5
CP=5+4=9；
圓C與以點B為圓心，BA為半徑的圓B相外切，
AB=4，AC=3，
∴B、C為圓心
∴BC=5
CP=5-4=1，


（3）∵將圓C沿著直線AP翻折后得到的圓C′恰好與直線l₂相切，
∴CC'⊥AP； 圓C'與直線相切，C'P⊥CP，且C'P=CP； 即∠CPA=45°； 所以CP=AC=3．
∴當線段CP的長為3時，將圓C沿著直線AP翻折后得到的圓C′恰好與直線l₂相切．