4. 如图,有一张矩形纸片$ABCD$,量得$AB=3\ \mathrm{cm}$,$AD=4\ \mathrm{cm}$.若以点$A$为圆心画圆,并且要使点$D$在$\odot A$内,而点$C$在$\odot A$外,$\odot A$的半径$r$的取值范围是多少?

解析:
【分析】
要解决本题,首先需明确点与圆位置关系的判定规则:设点到圆心的距离为d,圆的半径为r,若点在圆内,则d<r;若点在圆外,则d>r。接下来我们需要先确定两个关键点(D、C)到圆心A的距离:AD是矩形的边,长度已知;AC是矩形的对角线,可利用矩形的直角属性结合勾股定理计算。最后根据点D在圆内、点C在圆外的要求,分别列出关于r的不等式,联立即可得到r的取值范围。
【解析】
解:连接AC,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,BC=AD=4 cm,
在Rt△ABC中,由勾股定理可得:
$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5\ \mathrm{cm}$,
∵点D在⊙A内,
∴$r>AD$,即$r>4\ \mathrm{cm}$,
∵点C在⊙A外,
∴$r<AC$,即$r<5\ \mathrm{cm}$,
综上可得⊙A的半径r的取值范围。
【答案】
4 cm<r<5 cm
【知识点】
点与圆的位置关系、矩形的性质、勾股定理
【点评】
本题是基础题型,核心考查点与圆位置关系的实际应用,解题的关键是先准确求出目标点到圆心的距离,再结合位置要求列出对应的不等式求解。
【难度系数】
0.8