题目内容
【题目】如图,以O为原点的直角坐标系中,A点的坐标为(0,1),直线x=1交x轴于点B.点为线段AB上一动点,作直线PC⊥PO,交直线x=1于点C.过P点作直线MN平行于x轴,交y轴于点M,交直线x=1于点N.记AP=x,△PBC的面积为S.
(1)当点C在第一象限时,求证:△OPM≌△PCN;
(2)当点P在线段AB上移动时,点C也随之在直线x=1上移动,求出S与x之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)当点P在线段AB上移动时,△PBC是否可能成为等腰三角形?如果可能,直接写出所有能使△PBC成为等腰三角形的x的值;如果不可能,请说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)S=x2﹣x+(<x<).(3)点P的坐标为(0,1)或(,1﹣).
【解析】
试题分析:(1)根据∠OPC=90°和同角的余角相等,我们可得出△OPM和△PCN中两组对应角相等,要证两三角形全等,必须有相等的边参与,已知了OA=OB,因此三角形OAB是等腰直角三角形,那么△AMP也是个等腰三角形,AM=MP,OA=OB=MN,由此我们可得出OM=PN,由此我们可得出两三角形全等.
(2)分两种情况进行讨论:①点C在第一象限时,②点C在第四象限时.分别利用S=S△PBC=BCPN求解即可.
(3)要分两种情况进行讨论:①当C在第一象限时,要想使PCB为等腰三角形,那么PC=CB,∠PBC=45°,因此此时P与A重合,那么P的坐标就是A的坐标.②当C在第四象限时,要想使PCB为等腰三角形,那么PB=BC,在等腰RT△PBN中,我们可以用x表示出BP的长,也就表示出了BC的长,然后根据(1)中的全等三角形,可得出MP=NC,那么可用这两个含未知数x的式子得出关于x的方程来求出x的值.那么也就求出了PM、OM的长,也就得出了P点的坐标.
证明:(1)如图,
∵OM∥BN,MN∥OB,∠AOB=90°
∴四边形OBNM为矩形
∴MN=OB=1,∠PMO=∠CNP=90°
∵OA=OB,
∴∠1=∠3=45°
∵MN∥OB
∴∠2=∠3=45°
∴∠1=∠2=45°,
∴AM=PM
∴OM=OA﹣AM=1﹣AM,PN=MN﹣PM=1﹣PM
∴OM=PN
∵∠OPC=90°,
∴∠4+∠5=90°,
又∵∠4+∠6=90°,
∴∠5=∠6
∴△OPM≌△PCN
(2)解:①点C在第一象限时,
∵AM=PM=APsin45°=x
∴OM=PN=1﹣x,
∵△OPM≌△PCN
∴CN=PM=x,
∴BC=OM﹣CN=1﹣x﹣x=1﹣x,
∴S=S△PBC=BCPN=×(1﹣x)(1﹣x)=x2﹣x+(0≤x<).
②如图1,点C在第四象限时,
∵AM=PM=APsin45°=x
∴OM=PN=1﹣x,
∵△OPM≌△PCN
∴CN=PM=x,
∴BC=CN﹣OM=x﹣(1﹣x)=x﹣1,
∴S=S△PBC=BCPN=×(1﹣x)(x﹣1)=x2﹣x+(<x<).
(3)解:△PBC可能成为等腰三角形
①当P与A重合时,PC=BC=1,此时P(0,1)
②如图,当点C在第四象限,且PB=CB时
有BN=PN=1﹣x
∴BC=PB=PN=﹣x
∴NC=BN+BC=1﹣x+﹣x
由(2)知:NC=PM=x
∴1﹣x+﹣x=x
整理得(+1)x=+1
∴x=1
∴PM=x=,BN=1﹣x=1﹣,
∴P(,1﹣)
由题意可知PC=PB不成立
∴使△PBC为等腰三角形的点P的坐标为(0,1)或(,1﹣).