12. “中歐鐵路”為了安全起見在某段鐵路兩旁安置了$A$,$D$兩座可旋轉探照燈。假定主道路是平行的,即$PQ// CN$,$A$,$B為PQ$上兩點,$AD平分∠CAB交CN于點D$,$E為AD$上一點,連接$BE$,$AF平分∠BAD交BE于點F$。
(1)若$∠C= 40^{\circ}$,求$∠EAP$的大小。
(2)作$AG交CD于點G$,且滿足$∠1= \frac {1}{3}∠ADC$,當$∠2+\frac {6}{5}∠GAF= 180^{\circ}$時,試說明:$AC// BE$。
(3)在(1)的條件下,探照燈$A$,$D$照出的光線在鐵路所在平面旋轉,探照燈$A射出的光線AC$以每秒4度的速度逆時針轉動,探照燈$D射出的光線DN$以每秒12度的速度逆時針轉動,光線$DN轉至射線DC$后立即以相同速度順時針回轉,若它們同時開始轉動,設轉動時間為$t$秒,當光線$DN$回到出發(fā)時的位置時同時停止轉動,則在轉動過程中,$t為何值時光線AC與光線DN$互相平行或垂直?請直接寫出$t$的值。

答案:(1)因為 $PQ // CN$, $\angle C = 40^{\circ}$,所以 $\angle CAB + \angle C = 180^{\circ}$, $\angle PAC = \angle C = 40^{\circ}$,所以 $\angle CAB = 140^{\circ}$. 因為 $AD$ 平分 $\angle CAB$,所以 $\angle CAD = \frac{1}{2}\angle CAB = \frac{1}{2} × 140^{\circ} = 70^{\circ}$,所以 $\angle EAP = \angle CAD + \angle PAC = 70^{\circ} + 40^{\circ} = 110^{\circ}$.
(2)因為 $PQ // CN$,所以 $\angle ADC = \angle BAD$. 因為 $\angle 1 = \frac{1}{3}\angle ADC$,所以 $\angle 1 = \frac{1}{3}\angle BAD$. 因為 $AF$ 平分 $\angle BAD$,所以 $\angle BAD = 2\angle EAF$,所以 $\angle 1 = \frac{2}{3}\angle EAF$,所以 $\angle GAF = \angle 1 + \angle EAF = \frac{5}{3}\angle EAF$. 因為 $\angle 2 + \frac{6}{5}\angle GAF = 180^{\circ}$,所以 $\angle 2 + 2\angle EAF = 180^{\circ}$,所以 $\angle 2 + \angle BAD = 180^{\circ}$. 因為 $\angle 2 + \angle AEB = 180^{\circ}$,所以 $\angle BAD = \angle AEB$. 因為 $\angle BAD = \angle CAD$,所以 $\angle CAD = \angle AEB$,所以 $AC // BE$.
(3)$t$ 的值為 5 或 20 或 $\frac{205}{8}$. 解析:$360^{\circ} ÷ 12^{\circ} = 30$(s),當 $AC // DN$ 時,則 $\angle ACD = \angle HDN$,如圖①,因為 $PQ // CH$,所以 $\angle PAC = \angle ACD$,所以 $\angle PAC = \angle HDN$. 由題意得 $\angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$, $\angle HDN = 12t^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} = 12t^{\circ}$,所以 $t = 5$.
當 $AC \perp DN$ 時, $\angle CND = 90^{\circ}$,如圖②,因為 $PA // CD$,所以 $\angle ACD = \angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$.
當 $t \lt 15$ 時,光線 $DN$ 未轉至射線 $DC$,有 $\angle NDH = 12t^{\circ}$,所以 $\angle NDC = 180^{\circ} - 12t^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} + 180^{\circ} - 12t^{\circ} = 90^{\circ}$,解得 $t = \frac{65}{4}$. 因為 $\frac{65}{4} \gt 15$,故不符合題意;當 $t \geqslant 15$ 時,光線 $DN$ 順時針回轉,有 $\angle NDC = 12t^{\circ} - 180^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} + 12t^{\circ} - 180^{\circ} = 90^{\circ}$,解得 $t = \frac{115}{8}$. 因為 $\frac{115}{8} \lt 15$,故不符合題意.
當 $ND // AC$ 時,則 $\angle NDC = \angle ACH$,如圖③,由題意, $\angle MDN = 12t^{\circ} - 180^{\circ}$, $\angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$,所以 $\angle NDC = 180^{\circ} - \angle MDN = 360^{\circ} - 12t^{\circ}$. 因為 $PA // CD$,所以 $\angle ACH = \angle PAC = 40^{\circ} + 4t^{\circ}$,所以 $40^{\circ} + 4t^{\circ} = 360^{\circ} - 12t^{\circ}$,所以 $t = 20$.
當 $DN \perp AC$ 時, $\angle DNC = 90^{\circ}$,如圖④,因為 $\angle NDC = 360^{\circ} - 12t^{\circ}$, $\angle NDC + \angle DCN = 90^{\circ}$, $\angle DCN = 180^{\circ} - (40^{\circ} + 4t^{\circ})$,所以 $360^{\circ} - 12t^{\circ} + 180^{\circ} - (40^{\circ} + 4t^{\circ}) = 90^{\circ}$,所以 $t = \frac{205}{8}$.
綜上,$t$ 的值為 5 或 20 或 $\frac{205}{8}$.