已知,在边长为6的正方形ABCD的两侧如图作正方形BEFG、正方形DMNK,恰好使得N、A、F三点在一直线上,连接MF交线段AD于点P,连接NP,设正方形BEFG的边长为x,正方形DMNK的边长为y, (1)求y关

已知,在边长为6的正方形ABCD的两侧如图作正方形BEFG、正方形DMNK,恰好使得N、A、F三点在一直线上,连接MF交线段AD于点P,连接NP,设正方形BEFG的边长为x,正方形DMNK的边长为y,

(1)求y关于x的函数关系式及自变量x的取值范围;
(2)当△NPF的面积为32时,求x的值;
(3)以P为圆心,AP为半径的圆能否与以G为圆心,GF为半径的圆相切?若能请求x的值;若不能,请说明理由.
数学人气:515 ℃时间:2020-02-06 12:05:57
优质解答
(1)∵四边形BEFG、DMNK、ABCD是正方形,
∴∠E=∠K=90°,AE∥MC,MC∥NK,
∴AE∥NK,
∴∠KNA=∠EAF,
∴△KNA∽△EAF,
NK
EA
KA
EF

y
x+6
y−6
x

∴y=x+6(0<x≤6);
(2)由(1)可知:NK=AE,
∵四边形DMNK是正方形,
∴AP∥NM,
FP
PM
AF
AN
=1

∴AN=AF,
∵NK=AE,∠K=∠E,
∴△KNA≌△EAF,
∴FP=PM,
∴S△MNP=S△NPF=32,
∴S正方形DMNK=2S△MNP=64,
∴y=8,
∴x=2;
(3)连接PG,延长FG交AD于H点,则GH⊥AD.
易知:AP=
y
2
,AH=x,PH=
y
2
−x

HG=6;PG=AP+GF=
y
2
+x

①当两圆外切时,在Rt△GHP中,PH2+HG2=PG2(
y
2
−x)2+62=(
y
2
+x)2

∵y=x+6,
代入整理得:x2+6x-18=0,
解得:x=−3±3
3
(负值舍去),
②当两圆内切时,在Rt△GHP中,PH2+HG2=PG2(
y
2
−x)2+62=(
y
2
−x)2

∵y=x+6,
代入整理得:36=0,
方程无解,
所以,当x=3
3
−3
时,这两个圆相切.
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