23. ($2024·$苏州)如图①所示为某种可调节支撑架,$BC$为水平固定杆,竖直固定杆$AB\perp BC$,活动杆$AD$可绕点$A$旋转,$CD$为液压可伸缩支撑杆,已知$AB = 10cm$,$BC = 20cm$,$AD = 50cm$.
(1) 如图②,当活动杆$AD$处于水平状态时,求可伸缩支撑杆$CD$的长度(结果保留根号);
(2) 如图③,当活动杆$AD$绕点$A$由水平状态按逆时针方向旋转角度$\alpha$,且$\tan\alpha = \frac{3}{4}$($\alpha$为锐角),求此时可伸缩支撑杆$CD$的长度(结果保留根号).

答案:23.(1)如图①,过点C作CE⊥AD,垂足为E.由题意,得AB=CE=10cm,BC=AE=20cm.
∵AD=50cm,
∴ED=AD−AE=50−20=30(cm).在Rt△CED中,CD=$\sqrt{CE²+ED²}$=$\sqrt{10²+30²}$=10$\sqrt{10}$(cm).
∴可伸缩支撑杆CD的长度为10$\sqrt{10}$cm (2)如图②,过点D作DF⊥BC,交BC的延长线于点F,交AD'于点G.由题意,得AB=FG=10cm,AG=BF,∠AGD=90°.在Rt△ADG中,tanα=$\frac{DG}{AG}$=$\frac{3}{4}$,
∴设DG=3x cm,则AG=4x cm.
∴AD=$\sqrt{AG²+DG²}$=$\sqrt{(4x)^{2}+(3x)^{2}}$=5x(cm).
∵AD=50cm,
∴5x=50,解得x=10.
∴AG=40cm,DG=30cm.
∴DF=DG+FG=30+10=40(cm).
∴BF=AG=40cm.
∵BC=20cm,
∴CF=BF−BC=40−20=20(cm).在Rt△CFD中,CD=$\sqrt{CF²+DF²}$=$\sqrt{20²+40²}$=20$\sqrt{5}$(cm).

∴此时可伸缩支撑杆CD的长度为20$\sqrt{5}$cm