如图是某种圆形装置的示意图,圆形装置中,⊙O的直径AB=5,AB的不同侧有定点C和动点P,tan∠CAB=43.其运

如图是某种圆形装置的示意图,圆形装置中,⊙O的直径AB=5,AB的不同侧有定点C和动点P,tan∠CAB=43.其运动过程是:点P在弧AB上滑动,过点C作CP的垂线,与PB的延长线交于点Q.(1)当PC=______时,CQ与⊙O相切;此时CQ=______.(2)当点P运动到与点C关于AB对称时,求CQ的长;(3)当点P运动到弧AB的中点时,求CQ的长.

解:(1)当CP过圆心O,即CP为圆O的直径时,CQ与⊙O相切,理由为:
∵PC⊥CQ,PC为圆O的直径,
∴CQ为圆O的切线,
此时PC=5;
∵∠CAB=∠CPQ,
∴tan∠CAB=tan∠CPQ=
4
3

∴tan∠CPQ=
CQ
CP
=
CQ
5
=
4
3

则CQ=
20
3

故答案为:5;
20
3

(2)当点P运动到与点C关于AB对称时,如图1所示,此时CP⊥AB于D,

又∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°,
∵AB=5,tan∠CAB=
4
3

∴BC=4,AC=3,
又∵S△ABC=
1
2
AC?BC=
1
2
AB?CD,
∴AC?BC=AB?CD,即3×4=5CD,
∴CD=
12
5

∴PC=2CD=
24
5

在Rt△PCQ中,∠PCQ=90°,∠CPQ=∠CAB,
∴CQ=PCtan∠CPQ=
4
3
PC,
∴CQ=
4
3
×
24
5
=
32
5

(3)当点P运动到弧AB的中点时,如图2所示,过点B作BE⊥PC于点E,

∵P是弧AB的中点,∠PCB=45°,
∴CE=BE=2
2

又∠CPB=∠CAB,
∴tan∠CPB=tan∠CAB=
BE
PE
=
4
3

∴PE=
BE
tan∠CPB
=
3
4
BE=
3
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