(2)如图位置二,当O1,A1,C1恰好在同一直线上时,设⊙O1与l1的切点为E, 连接O1E,可得O1E=2,O1E⊥l1, 在Rt△A1D1C1中,∵A1D1=4,C1D1=4, ∴tan∠C1A1D1=,∴∠C1A1D1=60°, 在Rt△A1O1E中,∠O1A1E=∠C1A1D1=60°, ∴A1E==, ∵A1E=AA1﹣OO1﹣2=t﹣2, ∴t﹣2=∴t=, +2, +6; ∴OO1=3t=2 (3)①当直线AC与⊙O第一次相切时,设移动时间为t1, 如图,此时⊙O移动到⊙O2的位置,矩形ABCD移动到A2B2C2D2的位置, 设⊙O2与直线l1,A2C2分别相切于点F,G,连接O2F,O2G,O2A2, ∴O2F⊥l1,O2G⊥A2G2, 由(2)得,∠C2A2D2=60°,∴∠GA2F=120°, ∴∠O2A2F=60°, 在Rt△A2O2F中,O2F=2,∴A2F=∵OO2=3t,AF=AA2+A2F=4t1+∴4t1+∴t1=2﹣﹣3t1=2, , , , ②当直线AC与⊙O第二次相切时,设移动时间为t2, 记第一次相切时为位置一,点O1,A1,C1共线时位置二,第二次相切时为位置三, 由题意知,从位置一到位置二所用时间与位置二到位置三所用时间相等, ∴+2﹣(2﹣, )=t2﹣(+2), 解得:t2=2+2综上所述,当d<2时,t的取值范围是:2﹣5.解:(1)证明:如图1, ∵CE为⊙O的直径, ∴∠CFE=∠CGE=90
∵EG⊥EF, ∴∠FEG=90°.
∴∠CFE=∠CGE=∠FEG=90°. ∴四边形EFCG是矩形. (2)①存在.
连接OD,如图2①, ∵四边形ABCD是矩形, ∴∠A=∠ADC=90°. ∵点O是CE的中点, ∴OD=OC.
∴点D在⊙O上.
∵∠FCE=∠FDE,∠A=∠CFE=90°, ∴△CFE∽△DAB. ∴
=(
).
2
<t<2+2. ∵AD=4,AB=3, ∴BD=5, S△CFE=(==
)?S△DAB
2
××3×4 .
∴S矩形ABCD=2S△CFE =
.
∵四边形EFCG是矩形, ∴FC∥EG.
∴∠FCE=∠CEG.
∵∠GDC=∠CEG,∠FCE=∠FDE, ∴∠GDC=∠FDE. ∵∠FDE+∠CDB=90°, ∴∠GDC+∠CDB=90°. ∴∠GDB=90°
Ⅰ.当点E在点A(E′)处时,点F在点B(F′)处,点G在点D(G′处,如图2①所示. 此时,CF=CB=4.
Ⅱ.当点F在点D(F″)处时,直径F″G″⊥BD, 如图2②所示,
此时⊙O与射线BD相切,CF=CD=3.
Ⅲ.当CF⊥BD时,CF最小,此时点F到达F″′, 如图2③所示.
S△BCD=BC?CD=BD?CF″′. ∴4×3=5×CF″′ ∴CF″′=∴
.
≤CF≤4.
,
2
∵S矩形ABCD=∴×(∴
2
)≤S矩形ABCD≤×4.
≤S矩形ABCD≤12.
.
∴矩形EFCG的面积最大值为12,最小值为
②∵∠GDC=∠FDE=定值,点G的起点为D,终点为G″, ∴点G的移动路线是线段DG″.
∵∠GDC=∠FDE,∠DCG″=∠A=90°, ∴△DCG″∽△DAB. ∴∴=∴DG″=
=
. . .
.
∴点G移动路线的长为
来
6.解:(1)以AB为边,在第一象限内作等边三角形ABC, 以点C为圆心,AC为半径作⊙C,交y轴于点P1、P2. 在优弧AP1B上任取一点P,如图1, 则∠APB=∠ACB=×60°=30°. ∴使∠APB=30°的点P有无数个. 故答案为:无数.
(2)①当点P在y轴的正半轴上时, 过点C作CG⊥AB,垂足为G,如图1. ∵点A(1,0),点B(5,0), ∴OA=1,OB=5. ∴AB=4.
∵点C为圆心,CG⊥AB, ∴AG=BG=AB=2. ∴OG=OA+AG=3.
∵△ABC是等边三角形, ∴AC=BC=AB=4. ∴CG==
=2.
∴点C的坐标为(3,2).
过点C作CD⊥y轴,垂足为D,连接CP2,如图1, ∵点C的坐标为(3,2),
∴CD=3,OD=2.
∵P1、P2是⊙C与y轴的交点, ∴∠AP1B=∠AP2B=30°. ∵CP2=CA=4,CD=3, ∴DP2=
=
.
∵点C为圆心,CD⊥P1P2, ∴P1D=P2D=. ∴P2(0,2﹣).P1(0,2+). ②当点P在y轴的负半轴上时, 同理可得:P3(0,﹣2﹣).P4(0,﹣2+). 综上所述:满足条件的点P的坐标有: (0,2﹣)、(0,2+)、(0,﹣2﹣)、(0,﹣2
(3)当过点A、B的⊙E与y轴相切于点P时,∠APB最大. ①当点P在y轴的正半轴上时,
连接EA,作EH⊥x轴,垂足为H,如图2. ∵⊙E与y轴相切于点P, ∴PE⊥OP
∵EH⊥AB,OP⊥OH,
∴∠EPO=∠POH=∠EHO=90°. ∴四边形OPEH是矩形. ∴OP=EH,PE=OH=3 ∴EA=3.
∵∠EHA=90°,AH=2,EA=3, ∴EH==
+).
=
∴OP= ∴P(0,).
②当点P在y轴的负半轴上时, 同理可得:P(0,﹣). 理由:
①若点P在y轴的正半轴上,
在y轴的正半轴上任取一点M(不与点P重合),
连接MA,MB,交⊙E于点N,连接NA,如图2所示. ∵∠ANB是△AMN的外角, ∴∠ANB>∠AMB. ∵∠APB=∠ANB, ∴∠APB>∠AMB.
②若点P在y轴的负半轴上, 同理可证得:∠APB>∠AMB.