题目内容
【题目】如图,A(0,8)是直角坐标系y轴上一点,动点P从原点O出发,沿x轴正半轴运动,速度为每秒1个单位长度,以P为直角顶点在第一象限内作等腰Rt△APB.设P点的运动时间为t秒.
(1)若AB∥x轴,求t的值;
(2)当t=6时,坐标平面内有一点M(不与A重合),使得以M、P、B为顶点的三角形和△ABP全等,请直接写出点M的坐标;
(3)在(2)的条件下,在x轴上是否存在点D,使O、A、B、D为顶点的四边形面积是104?如果存在,请求出点D的坐标,如果不存在,请说明理由;
(4)设点A关于x轴的对称点为A,连接A′B,在点P运动的过程中∠OA′B的度数是否会发生变化,若不变,请求出∠OA′B的度数,若改变,请说明理由.
【答案】(1) t的值为秒;(2) 点M的坐标为:(12,﹣8),(8,14),(14,﹣2);(3) 存在,点D的坐标为:(18,0)或(,0);(4)∠OA'B=45°,不发生变化;理由见解析.
【解析】
(1)根据是等腰直角三角形以及AB∥轴,求得∠APO为直角,证得也是等腰直角三角形,从求得答案;
(2)分类讨论:分别讨论当△ABP≌△MBP、△ABP≌△MPB、△ABP≌△MPB时,点M的坐标的情况;过点M作x轴的垂线、过点B作y轴的垂线,利用等腰直角三角形的性质及全等三角形的判定和性质求得点M的坐标即可.
(3)分类讨论:①D在x轴的正半轴上;②D在x轴的负半轴上,根据面积的和差,列式计算可得答案.
(4)根据已知条件易证△PAO≌△BPC,利用全等三角形的性质结合点A、点B的坐标,可求得点B的坐标,可证得点B在直线上,再根据点A关于x轴的对称点为(0,-8)也在直线上,从而求得∠OA′B的度数.
(1) ∵是以P为直角顶点的等腰直角三角形,
∴,
∵AB∥轴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴(秒),
故t的值为秒;
(2)当t=6时,M、P、B为顶点的三角形和△ABP全等,
①如下图,若△ABP≌△MBP,
则AP=PM,过点M作MD⊥OP于点D,
在△AOP和△MDP中,
,
∴△AOP≌△MDP(AAS),
∴OA=DM=8,OP=PD=6,
∴M的坐标为:(12,-8).
②如下图,若△ABP≌△MPB,则,
过点M作M⊥x轴于点,过点作⊥x轴于点,过点作⊥轴于点,
∵△APB为等腰直角三角形,则△MPB也为等腰直角三角形,
∴∠BAP=∠MPB=45,
∵△APB为等腰直角三角形,
∴∠3+∠2=180°-90°=90°.
又∵∠1+∠3=90°,
∴∠1=∠2.
在△PAO和△BPE中,
,
∴△PAO≌△BPE(AAS),
∴
∵⊥x轴⊥轴
∴四边形为矩形,
∴,则
在和中
∠BAF=45+,∠MPE=45+,
∴∠BAF=∠MPE
在和中
∴
∴
∴M的坐标为:(8,14),
③如下图,若△ABP≌△MPB,则,
过点M作M⊥x轴于点,过点作⊥x轴于点,过点作⊥轴于点,
∵△APB为等腰直角三角形,则△MPB也为等腰直角三角形,
∴∠BAP=∠MPB=45,
∵△APB为等腰直角三角形,
∴∠3+∠2=180°-90°=90°.
又∵∠1+∠3=90°,
∴∠1=∠2.
在△PAO和△BPE中,
,
∴△PAO≌△BPE(AAS),
∴
∵⊥x轴⊥轴
∴四边形为矩形,
∴,则
∵⊥轴
∴
∵
∴
在和中
∴
∴
∴M的坐标为:(14,﹣2).
综合以上可得点M的坐标为:(12,﹣8),(8,14),(14,﹣2);
(3) 存在,
①D在x轴的正半轴上,设D(a,0),作BE⊥x轴于E点,如下图:
∵△APB为等腰直角三角形,
∴∠3+∠2=180°-90°=90°.
又∵∠1+∠3=90°,
∴∠1=∠2.
在△PAO和△BPE中,
,
∴△PAO≌△BPE(AAS),
∴
∵BE⊥x轴
∴BE∥AO,
∴,
∵四边形AOBD的面积是104,
∴点D在点的右侧,
∴,
∴,
∴点D的坐标为:(18,0).
②D在x轴的负半轴上,如下图:
根据上面所求得的数据得:
,
∴,
∴点D的坐标为:(,0).
综上:点D的坐标为:(18,0)或(,0);
(4)∠OA'B=45°,不发生变化;理由如下:
∵△APB为等腰直角三角形,
∴∠3+∠2=180°-90°=90°.
又∵∠1+∠3=90°,
∴∠1=∠2.
在△PAO和△BPC中,
,
∴△PAO≌△BPC(AAS),
∴AO=PC,BC=PO.
∵点A(0,8),点P(t,0)
∴PC=AO=8,BC=PO=t,CO=PC+PO=8+t
∴点B(8+t,t);
∴点B在直线上
又∵点A关于x轴的对称点为(0,-8)也在直线上,
∴∠OA'B=45°.