问题:

一道非常难的数学题,在直角三角形abc中,∠acb=90°,ac=10cm,bc=5cm,点p从点c出发沿射线ca以每秒2cm的速度运动,同时点q从b出发以每秒1cm的速度运动,设运动时间为t秒.若∠acb的平分线ce交三角形pcq的

更新时间:2024-04-16 12:50:11

问题描述:

一道非常难的数学题,

在直角三角形abc中,∠acb=90°,ac=10cm,bc=5cm,点p从点c出发沿射线ca以每秒2cm的速度运动,同时点q从b出发以每秒1cm的速度运动,设运动时间为t秒.

若∠acb的平分线ce交三角形pcq的外接圆于点e,试探究:整个运动过程中,pc,qc,ec三者存在的数量关系式,并说明理由.

付岩回答:

  当t<5秒时,p点在线段ac之间,q点在线段cb之间

  pc=2t,qc=5-t

  直角△pcq的外接圆的圆心为斜边pq的中点,设圆心为O

  ∵∠pce,∠pqe是弧pe的圆周角,∠pce=45°

  ∴∠pqe=45°

  同理∠epq=45°

  ∴ep=eq

  ∴eo⊥pq

  延长eo交cq于d,

  可证明△pcq∽△doq

  ∴od/pc=oq/cq

  设圆半径为R,将pc=2t,qc=5-t代入上式,

  得到od=2Rt/(5-t)

  ∵oe=R

  ∴de=od+oe=2Rt/(5-t)+R

  过e作ef⊥cq交于f

  ∵sin∠qpc=(5-t)/2R,

  sin∠odq=ef/de=

  ∠qpc=∠odq

  ∴ef=(t+5)/2

  在直角△ecf中,ec=√2(t+5)/2

  当t=5秒时,p与a重合,q与c重合

  所以无法组成△pcq,舍去

  当t大于5秒时,p点在线段ca延长线上,q点在线段bc延长线上

  pc=2t,qc=t-5

  直角△pcq的外接圆的圆心为斜边pq的中点,设圆心为O‘,半径为R'

  过c作cm⊥oe于m,连接pc,o’e交于n

  可证明△po‘n∽△pqc

  ∴o’n/qc=po‘/pc,pn/pq=op/pc

  pc=2t,qc=t-5代入,得到o‘n=(t-5)R’/2t,pn=R'²/t

  ∴nc=2t-R'²/t

  可证明△po’n∽△mnc

  ∴可算出mc的值与mm的值

  ∴可算出em的值

  在直角△cme中,利用勾股定理算出ce的值

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