分析:(1)過點(diǎn)B作BM⊥AC于點(diǎn)M,根據(jù)兩角對應(yīng)相等的兩三角形相似得出△AMB∽△BMC,由相似三角形對應(yīng)邊成比例得出BM:MC=AM:BM,即BM
2=AM•MC,設(shè)MC=x,列出方程,解方程求出x的值,根據(jù)三角函數(shù)的定義即可求出∠ACB的正切值;
(2)分三種情況討論:①點(diǎn)H在直角邊AD上;②點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G的左邊;③點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G的右邊.先用含t的代數(shù)式分別表示HE,GF,EF,再利用梯形的面積公式S=
(GF+HE)•EF,即可求解;
(3)以E為圓心,EH為半徑的圓E,與以F為圓心,F(xiàn)G為半徑的圓F外切時(shí),根據(jù)兩圓外切時(shí)圓心距等于兩圓半徑之和,得出EH+FG=EF.再分三種情況討論:①點(diǎn)H在直角邊AD上;②點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G的左邊;③點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G的右邊.先用含t的代數(shù)式分別表示HE,GF,EF,再根據(jù)EH+FG=EF列出方程,解方程即可.
解答:解:(1)過點(diǎn)B作BM⊥AC于點(diǎn)M,則BM=4,
由題意可得,∠ACB=∠ABM=90°-∠CBM,
又∵∠AMB=∠BMC=90°,
∴△AMB∽△BMC,
∴BM:MC=AM:BM,即BM
2=AM•MC,
設(shè)MC=x,則AM=10-x,
∴4
2=x(10-x),
解得x=2或x=8(不合題意,舍去).
∴tan∠ACB=
=
=2;
(2)①當(dāng)點(diǎn)H在直角邊AD上時(shí),如原題圖.
由題意知,AE=CF=t,EF=10-2t,
在Rt△AHE中,tan∠DAC=tan∠ACB=
=2,
∴HE=2t,同理 GF=
t,
∴由HE、EF、FG、GH圍成的圖形面積S=
(
t+2t)(10-2t)=-
t
2+
t,
即S=-
t
2+
t(0<t≤2);
②當(dāng)點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G的左邊時(shí),如備用圖1.
由題意得,AE=CF=t,EF=10-2t,EC=10-t,HE=
(10-t),GF=
t,
∴由HE、EF、FG、GH圍成的圖形面積S=
[
(10-t)+
t](10-2t)=25-5t,
即S=25-5t(2<t<5);
③當(dāng)點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G的右邊時(shí),如備用圖2.
由題意得,AE=CF=t,EF=2t-10,EC=10-t,HE=
(10-t),GF=
t,
∴由HE、EF、FG、GH圍成的圖形面積S=
[
(10-t)+
t](2t-10)=5t-25,
即 S=5t-25(5<t≤8);
(3)設(shè)以E為圓心,EH為半徑的圓E,與以F為圓心,F(xiàn)G為半徑的圓F外切,
那么應(yīng)滿足EH+FG=EF.
①當(dāng)點(diǎn)H在直角邊AD上時(shí),
∵HE=2t,GF=
t,EF=10-2t,
∴2t+
t=10-2t,解得t=
.
∵0<t≤2,∴t=
不合題意,舍去;
②當(dāng)點(diǎn)H在直角邊CD上,且H在G左邊時(shí),
∵HE=
(10-t),GF=
t,EF=10-2t,
∴
(10-t)+
t=10-2t,
解得t=
,符合題意;
③當(dāng)點(diǎn)H在直角邊AD上,且H在G右邊時(shí),
∵HE=
(10-t),GF=
t,EF=2t-10,
∴
(10-t)+
t=2t-10,
解得t=
,符合題意;
綜上,可知當(dāng)t=
或
時(shí),以E為圓心,EH為半徑的圓E,與以F為圓心,F(xiàn)G為半徑的圓F外切.