题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点B坐标为(4,6),点P为线段OA上一动点(与点O、A不重合),连接CP,过点P作PE⊥CP交AB于点D,且PE=PC,过点P作PF⊥OP且PF=PO(点F在第一象限),连结FD、BE、BF,设OP=t.
(1)直接写出点E的坐标(用含t的代数式表示):_____;
(2)四边形BFDE的面积记为S,当t为何值时,S有最小值,并求出最小值;
(3)△BDF能否是等腰直角三角形,若能,求出t;若不能,说明理由.
【答案】(1)、(t+6,t);(2)、当t=2时,S有最小值是16;(3)、理由见解析.
【解析】分析:(1)、过点E作EG⊥x轴于点G,根据题意得出CO=AB=6、OA=BC=4、OP=t,然后通过角之间的关系证明△PCO和△EPG全等,从而得出答案;(2)、根据DA∥EG得出△PAD和△PGE相似,求出AD的长度,然后根据四边形的面积等于△BDF的面积加上△BDE的面积得出函数解析式,从而求出面积的最值;(3)、根据∠FBD、∠FDB、∠BFD分别为直角,证明是否存在即可得出答案.
详解:(1)如图所示,过点E作EG⊥x轴于点G,则∠COP=∠PGE=90°,
由题意知CO=AB=6、OA=BC=4、OP=t,∵PE⊥CP、PF⊥OP,
∴∠CPE=∠FPG=90°,即∠CPF+∠FPE=∠FPE+∠EPG,∴∠CPF=∠EPG,
又∵CO⊥OG、FP⊥OG,∴CO∥FP,∴∠CPF=∠PCO,∴∠PCO=∠EPG,
在△PCO和△EPG中,∵∠PCO=∠EPG,∠POC=∠EGP,PC=EP,∴△PCO≌△EPG(AAS),
∴CO=PG=6、OP=EG=t,则OG=OP+PG=6+t,则点E的坐标为(t+6,t),
(2)∵DA∥EG,∴△PAD∽△PGE,∴,∴,∴AD=t(4﹣t),
∴BD=AB﹣AD=6﹣t(4﹣t)=t2﹣t+6,∵EG⊥x轴、FP⊥x轴,且EG=FP,
∴四边形EGPF为矩形,∴EF⊥BD,EF=PG,
∴S四边形BEDF=S△BDF+S△BDE=×BD×EF=×(t2﹣t+6)×6=(t﹣2)2+16,
∴当t=2时,S有最小值是16;
(3)①假设∠FBD为直角,则点F在直线BC上∵PF=OP<AB,
∴点F不可能在BC上,即∠FBD不可能为直角;
②假设∠FDB为直角,则点F在EF上,∵点D在矩形的对角线PE上,
∴点D不可能在EF上,即∠FDB不可能为直角;
③假设∠BFD为直角且FB=FD,则∠FBD=∠FDB=45°如图2,作FH⊥BD于点H,
则FH=PA,即4﹣t=6﹣t,方程无解,
∴假设不成立,即△BDF不可能是等腰直角三角形.