Question

如圖所示，等邊△ABC的邊長(zhǎng)為 cm，⊙O的半徑為r cm．當(dāng)圓心O從A點(diǎn)出發(fā)，沿著線路A—B—C—A運(yùn)動(dòng)，回到A點(diǎn)時(shí)，⊙O隨著點(diǎn)O的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)． (1) 若r＝ cm，求⊙O首次與BC邊相切時(shí)，AO的長(zhǎng) (2) 在⊙O移動(dòng)過(guò)程中，從切點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)考慮，相切有幾種不同的情況？寫(xiě)出不同情況下，r的取值范圍及相應(yīng)的切點(diǎn)的個(gè)數(shù) (3) 設(shè)⊙O在整個(gè)移動(dòng)的過(guò)程中，在△ABC內(nèi)部．⊙O經(jīng)過(guò)的部分的面積為S．在S＞0時(shí)，求S關(guān)于r的函數(shù)解析式，寫(xiě)出自變量r的取值范圍．

Answer 1

答案：
解析：

(1)	設(shè)⊙O首次與BC相切于D，連結(jié)OD，則OD⊥BC，且OD＝r＝．在Rt△BOD中，∠OBD＝，所以O(shè)B＝2，AO＝AB－OB＝(6－2)cm．
(2)	由等邊三角形的邊長(zhǎng)為6cm，可得它一邊上的高為9 cm．①當(dāng)⊙O的半徑為r＝9 cm時(shí)，⊙O在移動(dòng)中與△ABC的邊共相切三次，即切點(diǎn)個(gè)數(shù)為3；②當(dāng)0＜r＜9cm時(shí)，⊙O在移動(dòng)中與△ABC的邊共相切6次，即切點(diǎn)個(gè)數(shù)為6；③當(dāng)R＞9cm時(shí)，⊙O在移動(dòng)中與△ABC的邊不相切，即切點(diǎn)個(gè)數(shù)為0．
(3)	如圖所示，易知S＞0時(shí)，⊙O在移動(dòng)中． 　　當(dāng)r≥3時(shí)，知⊙O過(guò)△ABC的中心，經(jīng)過(guò)的面積即為△ABC的面積，故S＝·BC×AF＝×6×9＝27(cm)2． 　　當(dāng)0＜r＜3 cm時(shí)，在△ABC內(nèi)部未經(jīng)過(guò)的部分為止△的內(nèi)部，這個(gè)正三角形的三邊分別與原三角形三邊平行，且平行線間的距離為r．連結(jié)，并延長(zhǎng)，分別交，BC于E，F(xiàn)，則AF⊥BC，⊥，EF＝r．過(guò)作⊥AB于點(diǎn)G，則＝r．因?yàn)?IMG style="vertical-align:middle" SRC="http://thumb.1010pic.com/pic7/pages/30A2/0029/0394/5918f073eee21431d37898459ba6b35b/C/Image15.gif" width=57 height=18>＝，所以＝2r，所以△的高＝AF－3r＝9－3r，＝＝(3－r)，所以所以所求的解析式為S＝S△ABC－＝××9－(3－r)2＝r2＋r(0＜r＜3)