解题思路:(1)由图形可得出在点E运动过程中,由CF大于BE,AP的长度存在一个最小值,如图所示,即当P为AD中点时,AP最小,故AP的长度先变短后变长;
(2)在点E、F运动的过程中,AP的长度存在一个最小值,当AP的长度取得最小值时,点P的位置应该在AD的中点,理由为:由P为EF的中点得到一对边相等,再由一对直角相等及一对对顶角相等,利用AAS可得出三角形AEP与三角形DFP全等,利用全等三角形的对应边相等得到AP=DP,则此时P为AD的中点;
(3)分两种情况考虑:当⊙P在矩形ABCD内分别与AB、AD、CD相切于点Q、R、N时,连接PQ,PR,PN,如图3所示,可得出四边形AQPR和四边形RPND为两个全等的正方形,其边长为大正方形边长的一半,在直角三角形PQE中,由PE与PQ的长,利用勾股定理求出EQ的长,进而由BA+AQ-EQ求出BE的长,即为t的值,并求出此时⊙P的半径;
当⊙P在矩形ABCD外分别与射线BA、AD、射线CD相切于点Q、R、N时,如图4所示,同理求出BE的长,即为t的值,并求出此时⊙P的半径.
(1)在点E运动过程中,AP的长度存在一个最小值,即当P为AD中点时,AP最短,
则AP的长度是先变短后变长;
(2)在点E、F运动的过程中,AP的长度存在一个最小值,当AP的长度取得最小值时,如图所示,
∵P为EF的中点,∴EP=FP,
∵四边形ABCD为矩形,∴∠A=∠PDF=90°,
在△AEP和△DFP中,
∠A=∠PDF=90°
∠APE=∠DPF
EP=FP,
∴△AEP≌△DFP(AAS),
∴AP=DP,
则此时P为AD的中点;
(3)如图3,当⊙P在矩形ABCD内分别与AB、AD、CD相切于点Q、R、N时,
连接PQ、PR、PN,则PQ⊥AB、PR⊥AD、PN⊥CD,
则四边形AQPR与四边形RPND为两个全等的正方形,
则PQ=AQ=AR=DR=[1/2]AD=[3/2],
在Rt△PQE中,EP=[5/2],由勾股定理可得:EQ=2,
则BE=BA-EQ-AQ=6-2-[3/2]=[5/2],
解得t=[5/2].
此时⊙P的半径为[3/2];
如图4,当⊙P在矩形ABCD外分别与射线BA、AD、射线CD相切于点Q、R、N时,
类比图3可得,EQ=2,AQ=[3/2],
∴BE=BA+AQ-EQ=6+[3/2]-2=[11/2],
∴t=[11/2],此时⊙P的半径为[3/2].
故答案为:(1)D;(2)AD的中点
点评:
本题考点: 圆的综合题.
考点点评: 此题考查了圆综合题,涉及的知识有:正方形的判定与性质,以及勾股定理,利用了转化及分类讨论的思想,是一道探究型的压轴题.