题目内容
【题目】如图,平面直角坐标系中有点B(-2,0)和y轴上的动点A(0,a),其中a>0,以点A为直角顶点在第二象限内作等腰直角三角形ABC,设点C的坐标为(c,d).
(1)当a=4时,则点C的坐标为( , );
(2)动点A在运动的过程中,试判断c+d的值是否发生变化?若不变,请求出其值;若发生变化,请说明理由.
(3)当a=4时,在坐标平面内是否存在点P(不与点C重合),使△PAB与△ABC全等?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)﹣4,6;(2)c+d=2的值不变,值为2;(3)(﹣6,2)或(4,2)或(2,﹣2).
【解析】
(1)先过点C作CE⊥y轴于E,证△AEC≌△BOA,推出CE=OA=4,AE=BO=2,即可得出点C的坐标;
(2)先过点C作CE⊥y轴于E,证△AEC≌△BOA,推出CE=OA=a,AE=BO=2,可得OE=a+2,即可得出点C的坐标为(﹣a,a+2),据此可得c+d的值不变;
(3)分为三种情况讨论,分别画出符合条件的图形,构造直角三角形,证出三角形全等,根据全等三角形对应边相等即可得出答案.
(1)如图1,过点C作CE⊥y轴于E,则∠CEA=∠AOB.
∵△ABC是等腰直角三角形,∴AC=BA,∠BAC=90°,∴∠ACE+∠CAE=90°=∠BAO+∠CAE,∴∠ACE=∠BAO.
在△ACE和△BAO中,∵,∴△ACE≌△BAO(AAS),∴BO=AE,AO=CE.
∵B(﹣2,0),A(0,4),∴BO=AE=2,AO=CE=4,∴OE=4+2=6,∴C(﹣4,6).
故答案为:﹣4,6;
(2)动点A在运动的过程中,c+d=2的值不变,值为2.证明如下:
如图1,过点C作CE⊥y轴于E,则∠CEA=∠AOB.
∵△ABC是等腰直角三角形,∴AC=BA,∠BAC=90°,∴∠ACE+∠CAE=90°=∠BAO+∠CAE,∴∠ACE=∠BAO.
在△ACE和△BAO中,∵,∴△ACE≌△BAO(AAS),∴BO=AE,AO=CE.
∵B(﹣2,0),A(0,a),∴BO=AE=2,AO=CE=a,∴OE=2+a,∴C(﹣a,2+a).
又∵点C的坐标为(c,d),∴c+d=﹣a+2+a=2,即c+d=2,值不变;
(3)存在一点P,使△PAB与△ABC全等,分为三种情况:
①如图2,过P作PE⊥x轴于E,则∠PBA=∠AOB=∠PEB=90°,∴∠EPB+∠PBE=90°,∠PBE+∠ABO=90°,∴∠EPB=∠ABO.
在△PEB和△BOA中,∵,∴△PEB≌△BOA(AAS),∴PE=BO=2,EB=AO=4,∴OE=2+4=6,即P的坐标是(﹣6,2);
②如图3,过C作CM⊥x轴于M,过P作PE⊥x轴于E,则∠CMB=∠PEB=90°.
∵△CAB≌△PAB,∴∠PBA=∠CBA=45°,BC=BP,∴∠CBP=90°,∴∠MCB+∠CBM=90°,∠CBM+∠PBE=90°,∴∠MCB=∠PBE.
在△CMB和△BEP中,∵,∴△CMB≌△BEP(AAS),∴PE=BM,CM=BE.
∵C(﹣4,6),B(﹣2,0),∴PE=2,OE=BE﹣BO=6﹣2=4,即P的坐标是(4,2);
③如图4,过P作PE⊥x轴于E,则∠BEP=∠AOB=90°.
∵△CAB≌△PBA,∴AB=BP,∠CAB=∠ABP=90°,∴∠ABO+∠PBE=90°,∠PBE+∠BPE=90°,∴∠ABO=∠BPE.
在△BOA和△PEB中,∵,∴△BOA≌△PEB(AAS),∴PE=BO=2,BE=OA=4,∴OE=BE﹣BO=4﹣2=2,即P的坐标是(2,﹣2).
综合上述:符合条件的P的坐标是(﹣6,2)或(4,2)或(2,﹣2).