题目内容

【题目】在平面直角坐标中,四边形为矩形,如图1,点坐标为,点坐标为,已知满足.

(1)求的值;

(2)①如图1,分别为上一点,若,求证:;

②如图2,分别为上一点,交于点. 若,,则___________

(3)如图3,在矩形中,,点在边上且,连接,动点在线段是(动点与不重合),动点在线段的延长线上,且,连接交于点,作于. 试问:当在移动过程中,线段的长度是否发生变化?若不变求出线段的长度;若变化,请说明理由.

【答案】(1)m=5,n=5;(2)①见解析;②;(3)当P、Q在移动过程中线段MN的长度不会发生变化,它的长度为.

【解析】

(1)利用非负数的性质即可解决问题.

(2)①作辅助线,构建两个三角形全等,证明△COE≌△CNQ和△ECP≌△QCP,由PQ=PE=OE+OP,得出结论;

②作辅助线,构建平行四边形和全等三角形,可得平行四边形CSRE和平行四边形CFGH,则CE=SR,CF=GH,证明△CEN≌△CE′O和△E′CF≌△ECF,得EF=E′F,设EN=x,在Rt△MEF中,根据勾股定理列方程求出EN的长,再利用勾股定理求CE,则SR与CE相等,问题得解;

(3)在(1)的条件下,当P、Q在移动过程中线段MN的长度不会发生变化,求出MN的长即可;如图4,过P作PD∥OQ,证明△PDF是等腰三角形,由三线合一得:DM=FD,证明△PND≌△QNA,得DN=AD,则MN=AF,求出AF的长即可解决问题.

解:(1)∵,

∴n5=0,5m=0,

∴m=5,n=5;

(2)①如图1中,在PO的延长线上取一点E,使NQ=OE,

∵CN=OM=OC=MN,∠COM=90°,

∴四边形OMNC是正方形,

∴CO=CN,

∵∠EOC=∠N=90°,

∴△COE≌△CNQ(SAS),

∴CQ=CE,∠ECO=∠QCN,

∵∠PCQ=45°,

∴∠QCN+∠OCP=90°45°=45°,

∴∠ECP=∠ECO+∠OCP=45°,

∴∠ECP=∠PCQ,

∵CP=CP,

∴△ECP≌△QCP(SAS),

∴EP=PQ,

∵EP=EO+OP=NQ+OP,

∴PQ=OP+NQ;

②如图2中,过C作CE∥SR,在x轴负半轴上取一点E′,使OE′=EN,得平行四边形CSRE,且△CEN≌△CE′O,则CE=SR,

过C作CF∥GH交OM于F,连接FE,得平行四边形CFGH,则CF=GH=,

∵∠SDG=135°,

∴∠SDH=180°135°=45°,

∴∠FCE=∠SDH=45°,

∴∠NCE+∠OCF=45°,

∵△CEN≌△CE′O,

∴∠E′CO=∠ECN,CE=CE′,

∴∠E′CF=∠E′CO+∠OCF=45°,

∴∠E′CF=∠FCE,

∵CF=CF,

∴△E′CF≌△ECF,

∴E′F=EF

在Rt△COF中,OC=5,FC=,

由勾股定理得:OF=,

∴FM=5=,

设EN=x,则EM=5x,FE=E′F=x+,

则(x+)2=()2+(5x)2,

解得:x=,

∴EN=,

由勾股定理得:CE=,

∴SR=CE=;

(3)当P、Q在移动过程中线段MN的长度不会发生变化.

理由:如图3中,过P作PD∥OQ,交AF于D.

∵OF=OA,

∴∠OFA=∠OAF=∠PDF,

∴PF=PD,

∵PF=AQ,

∴PD=AQ,

∵PM⊥AF,

∴DM=FD,

∵PD∥OQ,

∴∠DPN=∠PQA,

∵∠PND=∠QNA,

∴△PND≌△QNA,

∴DN=AN,

∴DN=AD,

∴MN=DM+DN=DF+AD=AF,

∵OF=OA=5,OC=3,

∴CF=4,

∴BF=BCCF=54=1,

∴AF=,

∴MN=AF=,

∴当P、Q在移动过程中线段MN的长度不会发生变化,它的长度为.

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