如图①、②、③是两个半径都等于2的⊙O
1和⊙O
2,由重合状态沿水平方向运动到互相外切过程中的三个位置,⊙O
1和⊙O
2相交于A、B两点,分别连接O
1A、O
1B、O
2A、O
2B和AB.
(1)如图②,当∠AO
1B=120°时,求两圆重叠部分图形的周长l;
(2)设∠AO
1B的度数为x,两圆重叠部分图形的周长为y,求y关于x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)由(2),若y=2π,则线段O
2A所在的直线与⊙O
1有何位置关系,为什么?除此之外,它们还有其它的位置关系,写出其它位置关系时x的取值范围.(奖励提示:如果你还能解决下列问题,将酌情另加1~5分,并计入总分.)
在原题的条件下,设∠AO
1B的度数为2n,可以发现有些图形的面积S也随∠AO
1B变化而变化,试求出其中一个S与n的关系式,并写出n的取值范围.