Question

【題目】如圖，在△ABC中，∠C=90°，AB=5cm，cosB．動(dòng)點(diǎn)D從點(diǎn)A出發(fā)沿著射線AC的方向以每秒1cm的速度移動(dòng)，動(dòng)點(diǎn)E從點(diǎn)B出發(fā)沿著射線BA的方向以每秒2cm的速度移動(dòng)．已知點(diǎn)D和點(diǎn)E同時(shí)出發(fā)，設(shè)它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒．聯(lián)結(jié)BD．

（1）當(dāng)AD=AB時(shí)，求tan∠ABD的值；

（2）以A為圓心，AD為半徑畫⊙A；以點(diǎn)B為圓心、BE為半徑畫⊙B．討論⊙A與⊙B的位置關(guān)系，并寫出相對(duì)應(yīng)的t的值．

（3）當(dāng)△BDE為直角三角形時(shí)，直接寫出tan∠CBD的值．

Answer 1

【答案】（1）2；（2）①當(dāng)兩圓外離時(shí)，；②當(dāng)兩圓外切時(shí)，；③當(dāng)兩圓相交時(shí)，；④當(dāng)兩圓內(nèi)切時(shí)，t=5；⑤當(dāng)兩圓內(nèi)含時(shí)，t＞5；（3）tan∠CBD的值是或或或．

【解析】

（1）先根據(jù)三角函數(shù)定義可得BC＝4，由勾股定理計(jì)算AC＝3，最后證明∠ABD＝∠D，計(jì)算∠D的正切即可；

（2）分情況討論，根據(jù)兩圓外離，外切，相交，內(nèi)切，內(nèi)含的定義可得結(jié)論；

（3）當(dāng)△BDE為直角三角形時(shí)，分D在線段AC上和射線AC上兩種情況，再分∠BDE＝90°和∠DBE＝90°分別畫圖，根據(jù)三角形相似和三角函數(shù)列比例式可解決問(wèn)題．

（1）在△ABC中，

∵∠ACB=90°，AB=5，，

∴，

∴BC=ABcos∠ABC=54，

∴，

當(dāng)AD=AB=5時(shí)，∠ABD=∠D，

∴CD=AD﹣AC=5﹣3=2，

在Rt△BCD中，，

∴tan∠ABD=tan∠D=2；

（2）如圖2，⊙A經(jīng)過(guò)點(diǎn)E，兩圓外切，

由題意得：AD=t，BE=2t，

∴t+2t=5，

解得：t，

①當(dāng)兩圓外離時(shí)，由題意得5＞3t，解得：；

②當(dāng)兩圓外切時(shí)，如圖2，；

③當(dāng)兩圓相交時(shí)，由題意得t＜5＜3t，解得：；

④當(dāng)兩圓內(nèi)切時(shí)，如圖3，由題意得2t﹣t=5，解得：t=5；

⑤當(dāng)兩圓內(nèi)含時(shí)，由題意得0≤5＜t，解得：t＞5；

（3）①當(dāng)D在線段AC上，且∠BED=90°時(shí)，如圖4，

∵cosA，即，

解得：，

∴CD=3，

∴；

②當(dāng)D在線段AC上，且∠BDE=90°，如圖5，過(guò)E作EF∥BC，交AC于F，

∴AE=5﹣2t．

∵EF∥BC，

∴△AEF∽△ABC，

∴，即，

∴AF=3t，EF=4t．

∵AD=t，

∴CD=3﹣t，DF=AD﹣AF=t﹣(3t)t﹣3．

∵∠BDE=∠EDF+∠CDB=∠CDB+∠CBD=90°，

∴∠EDF=∠CBD．

∵∠EFD=∠C=90°，

∴△EFD∽△DCB，

∴，即，

∴4(4t)=(3﹣t)(t﹣3)，

解得：t1=5(舍)，，

∴tan∠CBD；

③當(dāng)D在線段AC的延長(zhǎng)線上，且∠BDE=90°時(shí)，如圖6，過(guò)E作EF⊥AC，交CA的延長(zhǎng)線于F，

∵EF∥BC，

∴△AEF∽△ABC，

∴，即，

∴AFt﹣3，EFt﹣4．

∵AD=t，

∴CD=t﹣3，DF=AD+AF=t+(t﹣3)t﹣3，

同理得△EFD∽△DCB，

∴，即，

∴4(t﹣4)=(t﹣3)(t﹣3)，

解得：t1=5，(舍)，

∴tan∠CBD；

④當(dāng)D在線段AC的延長(zhǎng)線上，且∠DBE=90°時(shí)，如圖7，

∵∠ABC+∠CBD=∠CBD+∠CDB，

∴∠ABC=∠CDB，

∴tan∠ABC=tan∠CDB，即，

解得：，

∴tan∠CBD；

綜上，tan∠CBD的值是或或或．