Question

【題目】“一帶一路”讓中國和世界更緊密，“中歐鐵路”為了安全起見在某段鐵路兩旁安置了兩座可旋轉探照燈．如圖1所示，燈A射線從AM開始順時針旋轉至AN便立即回轉，燈B射線從BP開始順時針旋轉至BQ便立即回轉，兩燈不停交叉照射巡視．若燈A轉動的速度是每秒2度，燈B轉動的速度是每秒1度．假定主道路是平行的，即PQ∥MN，且∠BAM：∠BAN=2：1．

（1）填空：∠BAN=_____°；

（2）若燈B射線先轉動30秒，燈A射線才開始轉動，在燈B射線到達BQ之前，A燈轉動幾秒，兩燈的光束互相平行？

（3）如圖2，若兩燈同時轉動，在燈A射線到達AN之前．若射出的光束交于點C，過C作∠ACD交PQ于點D，且∠ACD=120°，則在轉動過程中，請探究∠BAC與∠BCD的數量關系是否發生變化？若不變，請求出其數量關系；若改變，請說明理由．

Answer 1

【答案】60

【解析】分析：（1）根據∠BAM+∠BAN=180°，∠BAM：∠BAN=2：1，即可得到∠BAN的度數；

（2）設A燈轉動t秒，兩燈的光束互相平行，分兩種情況進行討論：當0＜t＜90時，根據2t=1（30+t），可得 t=30；當90＜t＜150時，根據1（30+t）+（2t﹣180）=180，可得t=110；

（3）設燈A射線轉動時間為t秒，根據∠BAC=2t﹣120°，∠BCD=120°﹣∠BCD=t﹣60°，即可得出∠BAC：∠BCD=2：1，據此可得∠BAC和∠BCD關系不會變化．

詳解：（1）∵∠BAM+∠BAN=180°，∠BAM：∠BAN=2：1，∴∠BAN=180°×=60°．

故答案為：60；

（2）設A燈轉動t秒，兩燈的光束互相平行，

①當0＜t＜90時，如圖1．

∵PQ∥MN，∴∠PBD=∠BDA．

∵AC∥BD，∴∠CAM=∠BDA，∴∠CAM=∠PBD

∴2t=1（30+t），解得 t=30；

②當90＜t＜150時，如圖2．

∵PQ∥MN，∴∠PBD+∠BDA=180°．

∵AC∥BD，∴∠CAN=∠BDA

∴∠PBD+∠CAN=180°

∴1（30+t）+（2t﹣180）=180，解得 t=110．

綜上所述：當t=30秒或110秒時，兩燈的光束互相平行；

（3）∠BAC和∠BCD關系不會變化．

理由：設燈A射線轉動時間為t秒，

∵∠CAN=180°﹣2t，∴∠BAC=60°﹣（180°﹣2t）=2t﹣120°．

又∵∠ABC=120°﹣t，∴∠BCA=180°﹣∠ABC﹣∠BAC=180°﹣t，而∠ACD=120°，∴∠BCD=120°﹣∠BCA=120°﹣（180°﹣t）=t﹣60°，∴∠BAC：∠BCD=2：1，即∠BAC=2∠BCD，∴∠BAC和∠BCD關系不會變化．