Question

如圖，在平行四邊形ABCD中，AB在x軸上，D點y軸上，∠C=60°，BC=6，B點坐標為（4，0）．點M是邊AD上一點，且DM：AD=1：3．點E、F分別從A、C同時出發(fā)，以1厘米/秒的速度分別沿AB、CB向點B運動（當點F運動到點B時，點E隨之停止運動），EM、CD的延長線交于點P，F(xiàn)P交AD于點Q．⊙E半徑為，設運動時間為x秒．
（1）求直線BC的解析式；
（2）當x為何值時，PF⊥AD；
（3）在（2）問條件下，⊙E與直線PF是否相切？如果相切，加以證明，并求出切點的坐標；如果不相切，說明理由．

Answer 1

解：（1）．

（2）∵PF⊥AD，AD∥BC
∴PF⊥BC
∵∠C=60°，
∴∠CPF=30°
∴，
又∵△PDM∽△EAM，且DM：AD=1：3，
∴PD：AE=1：2，
又∵AE=x，
∴PD=x，
∵DC=AB=OA+OB=3+4=7，
∴PC=x+7，
又∵CF=x，
∴
∴
∵
∴當時，PF⊥AD．

（3）相切，
過E作PF的垂線，設垂足為G，延長PF交x軸于M，過P作PN∥DA交x軸于N，由于PN∥AD，AD⊥PF，因此NP⊥PF，在直角三角形PNM中，∠PMN=30°，因此MN=2PN=12，那么EM=12-PD-AE=12--=5，那么在直角三角形EGM中，∠PMN=30°，EM=5，因此EG=2.5=r，由此可得出PF與⊙E相切．
求切點即G點坐標時，可過G作x軸的垂線GR⊥BE，
∵∠C=∠DAO=60°，BC=AD=6，
∴AO=3，
∴OE=-3=，
∵EG⊥PF，
∴AD∥GE∥BC，
∴∠GER=60°，
∴ER=EG=，
∴GR=，
∴OR=+=，
∴切點G的坐標為．
分析：（1）已知BC=6，點B的坐標為（4，0），可求出點C的坐標．設直線BC的解析式為y=kx+b，把已知坐標代入可求．
（2）如果PF⊥AD，那么PF與BC也垂直，由此可得出∠CPF=30°，即CF=PC，可用x表示出CF、PC，根據(jù)CF，PC的比例關系式可得出關于x的方程，即可求出x的值．
（3）本題只要證E到PF的距離是否為即可．過E作PF的垂線，設垂足為G，延長PF交x軸于M，過P作PN∥DA交x軸于N，由于PN∥AD，AD⊥PF，因此NP⊥PF，在直角三角形PNM中，∠PMN=30°，因此NG=2PN=12，那么EM=12-PD-AE=12--=5，那么在直角三角形EGM中，∠PMN=30°，EM=5，因此EG=2.5=r，由此可得出PF與⊙E相切．
求切點即G點坐標時，可過G作x軸的垂線，即可通過構建的直角三角形，用三角形函數(shù)求出G點橫坐標和縱坐標，進而可求出切點的坐標．
點評：本題主要考查了用待定系數(shù)法求一次函數(shù)的解析式，解直角三角形，相似三角形的判定和性質(zhì)，切線的判定等知識點．
綜合性較強，考查學生數(shù)形結合的數(shù)學思想方法．