题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系中,过点的两条直线分别交
轴于
,
两点,且
、
两点的纵坐标分别是一元二次方程
的两个根.
(1)试问:直线与直线
是否垂直?请说明理由.
(2)若点在直线
上,且
,求点
的坐标.
(3)在(2)的条件下,在直线上寻找点
,使以
、
、
三点为顶点的三角形是等腰三角形,请直接写出
点的坐标.
【答案】(1)AC⊥AB,理由见解析(2)D的坐标为(2,1)(3)点P的坐标为(3
,0),(
,2),(3,3
),(3,3+
)
【解析】
(1)求出方程x22x3=0的两个根得到OB,OC,由tan∠ABO=,tan∠ACO=
,推出∠ABO=30°,∠ACO=60°,即可解决问题;
(2)如图1中,过D作DE⊥x轴于E.由△ADE≌△ACO,推出DE=OC=1,AE=OA=,求出点D坐标;
(3)A、B、P三点为顶点的三角形是等腰三角形,可分为以下三种情况:①AB=AP;②AB=BP;③AP=BP;然后分别求出P的坐标即可.
(1)结论:AC⊥AB.理由如下:
∵由x22x3=0得:
∴x1=3,x2=1
∴B(0,3),C(0,1),
∵A(,0),B(0,3),C(0,1),
∴OA=,OB=3,OC=1,
∴tan∠ABO=,tan∠ACO=
,
∴∠ABO=30°,∠ACO=60°,
∴∠BAC=90°,
∴AC⊥AB;
(2)如图1中,过D作DE⊥x轴于E.
∴∠DEA=∠AOC=90°,
∵tan∠ACO=,
∵∠DCB=60°
∵DB=DC,
∴△DBC是等边三角形,
∵BA⊥DC,
∴DA=AC,
∵∠
在△ADE和△ACO中,
,
∴△ADE≌△ACO,
∴DE=OC=1,AE=OA=
∴OE=2,
∴D的坐标为(2,1);
(3)设直线BD的解析式为:y=mx+n,直线BD与x轴交于点E,
把B(0,3)和D(2,1)代入y=mx+n,
∴,
解得,
∴直线BD的解析式为:y=x+3,
令y=0代入y=x+3,
∴x=3,
∴E(3,0),
∴OE=3,
∴tan∠BEC=,
∴∠BEO=30°,
同理可求得:∠ABO=30°,
∴∠ABE=30°,
当PA=AB时,如图2,
此时,∠BEA=∠ABE=30°,
∴EA=AB,
∴P与E重合,
∴P的坐标为(3,0),
当PA=PB时,如图3,
此时,∠PAB=∠PBA=30°,
∵∠ABE=∠ABO=30°,
∴∠PAB=∠ABO,
∴PA∥BC,
∴∠PAO=90°,
∴点P的横坐标为,
令x=代入y=
x+3,
∴y=2,
∴P(,2),
当PB=AB时,如图4,
∴由勾股定理可求得:AB==2
,EB=
=6,
若点P在y轴左侧时,记此时点P为P1,
过点P1作P1F⊥x轴于点F,
∴P1B=AB=2,
∴EP1=62,
∴sin∠BEO=,
∴FP1=3,
令y=3代入y=
x+3,
∴x=3,
∴P1(3,3),
若点P在y轴的右侧时,记此时点P为P2,
过点P2作P2G⊥x轴于点G,
∴P2B=AB=2,
∴EP2=6+2,
∴sin∠BEO=,
∴GP2=3+,
令y=3+代入y=
x+3,
∴x=3,
∴P2(3,3+),
综上所述,当A、B、P三点为顶点的三角形是等腰三角形时,点P的坐标为(3,0),(
,2),(3,3
),(3,3+
).
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