Question

圖1所示的遮陽(yáng)傘，傘柄垂直于水平地面，其示意圖如圖2、當(dāng)傘收緊時(shí)，點(diǎn)P與點(diǎn)A重合；當(dāng)傘慢慢撐開(kāi)時(shí)，動(dòng)點(diǎn)P由A向B移動(dòng)；當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)點(diǎn)B時(shí)，傘張得最開(kāi)、已知傘在撐開(kāi)的過(guò)程中，總有PM=PN=CM=CN=6.0分米，CE=CF=18.0分米，BC=2.0分米、設(shè)AP=x分米．
（1）求x的取值范圍；
（2）若∠CPN=60°，求x的值；
（3）設(shè)陽(yáng)光直射下，傘下的陰影（假定為圓面）面積為y，求y關(guān)于x的關(guān)系式（結(jié)果保留）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)題意，得AC=CN+PN，進(jìn)一步求得AB的長(zhǎng)，即可求得x的取值范圍；
（2）根據(jù)等邊三角形的判定和性質(zhì)即可求解；
（3）連接MN、EF，分別交AC于B、H．此題根據(jù)菱形CMPN的性質(zhì)求得MB的長(zhǎng)，再根據(jù)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊的比相等，求得圓的半徑即可．
解答：解：（1）∵BC=2分米，AC=CN+PN=12分米，
∴AB=AC-BC=10分米．
∴x的取值范圍是：0≤x≤10．

（2）∵CN=PN，∠CPN=60°，
∴△PCN是等邊三角形．
∴CP=6分米．
∴AP=AC-PC=6分米．
即當(dāng)∠CPN=60°時(shí)，x=6．

（3）連接MN、EF，分別交AC于B、H．
∵PM=PN=CM=CN，
∴四邊形PNCM是菱形．
∴MN與PC互相垂直平分，AC是∠ECF的平分線，
PB=．
在Rt△MBP中，PM=6分米，
∴MB²=PM²-PB²=6²-（6-x）²=6x-x²．
∵CE=CF，AC是∠ECF的平分線，
∴EH=HF，EF⊥AC．
∵∠ECH=∠MCB，∠EHC=∠MBC=90°，
∴△CMB∽△CEH．
∴=．
∴=（）²，
∴EH²=9•MB²=9•（6x-x²）．
∴y=π•EH²=9π（6x-x²），
即y=-πx²+54πx．
點(diǎn)評(píng)：此題的難點(diǎn)是第（3）問(wèn)，熟練運(yùn)用菱形的性質(zhì)、相似三角形的性質(zhì)和二次函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用．