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如图:在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3cm,BC=4cm,点P以一定的速度沿AC边由A向C运动,点Q以1cm/s速度沿CB边由C向B运动,设P、Q同时运动,且当一点运动到终点时,另一点也随之停止运动,设运动时间

题目详情
如图:在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3cm,BC=4cm,点P以一定的速度沿AC边由A向C运动,点Q以1cm/s速度沿CB边由C向B运动,设P、Q同时运动,且当一点运动到终点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为t(s).

(1)若点P以
3
4
cm/s的速度运动,
①当PQ∥AB时,求t的值;
②在①的条件下,试判断以PQ为直径的圆与直线AB的位置关系,并说明理由.
(2)若点P以1cm/s的速度运动,在整个运动过程中,以PQ为直径的圆能否与直线AB相切?若能,请求出运动时间t;若不能,请说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)①如图1,依题意,得AP=
3
4
t,CP=3-
3
4
t,CQ=t,BQ=4-t,
∵PQ∥AB,
∴CP:CA=CQ:CB,即(3-
3
4
t):3=t:4,解得t=2,
②相交.
理由:作CE⊥AB,垂足为E,交PQ于D,当t=2时,
在Rt△ABC中,由勾股定理得AB=5,则CE=
3×4
5
=2.4,
在Rt△PQC中,PC=1.5,CQ=2,由勾股定理得PQ=2.5,则CD=
1.5×2
2.5
=1.2,
∴DE=2.4-1.2=1.2,
1
2
PQ>DE,
∴以PQ为直径的圆与直线AB相交;
(2)在整个运动过程中,以PQ为直径的圆能与直线AB相切.
如图2,设PQ的中点为O,分别过P、O、Q三点作AB的垂线,垂足为M、H、N,则OH∥PM∥QN,故OH是梯形PQNM的中位线,
依题意,得AP=t,CP=3-t,CQ=t,BQ=4-t,PQ=
(3−t)2+t2

由△APM∽△ABC,得PM=
4
5
t,
由△QBN∽△ABC,得QN=
3
5
(4-t),∴OH=
1
2
(PM+QN)=
t+12
10

1
2
PQ=OH时,
1
2
(3−t)2+t2
=
t+12
10
,即49t2-174t+81=0,解得t=3或
27
49