题目内容

在?ABCD中,已知点A、B的坐标分别为(0,0)、(-1,2),AD=4,以AD所在直线为x轴,A为坐标原点建立平面直角坐标系,将?ABCD绕A点按顺时针方向旋转90°得到?OB′C′D′(图1).
(1)写出C、B′、C′三点的坐标.
(2)将?ABCD沿x轴向右以1个单位长度/秒的速度平行移动(图2),当C运动到y轴时,?ABCD停止运动.设移动后x秒,?ABCD与?OB′C′D′重叠部分的面积为y,求y与x之间的函数关系式.
(3)若?ABCD与?OB′C′D′同时从O点出发,都以1个单位长度/秒的速度,分别沿着x轴的正半轴、y轴的负半轴平行移动,设移动后x秒(图3),是否存在以B、D、B′为顶点的等腰三角形?若存在,求出x的值;若不存在,请说明理由.
考点:四边形综合题
专题:
分析:(1)根据旋转90°的特点解答即可;
(2)分五种情况来解;
(3)存在.分3种情况考虑.
解答:解:(1)C(-5,2)、B′(2,1)、C′(2,5)
(2)①当0≤x<1时,OA=x,OE=2x,OD=
2
5
x

DE=2OD,∴y=
1
2
×
2
5
x×
4
5
x=
4
5
x2


②当1≤x<2.5时,OA=x,OF=2,OD=
2
5
x


OD=2AD,∴y=
1
2
×(x-1+x)×2-
1
2
×
1
5
x×
2x
5
=2x-1-
1
5
x2

③当2.5≤x<3时,

OA=x,OF=OH=FM=MH=2
B′H=1,AH=x-2,GH=2x-4,MG=6-2x,BM=3-x
∴y=
1
2
(1+2)×2-
1
2
(3-x)(6-2x)=3-(3-x)2

④当3≤x<4时,

OF=FG=2
B′G=1,∴y=
1
2
(1+2)×2=3

⑤当4≤x≤5时,

OD=x-4,DN=
1
2
ON=
1
4
KN=
1
5
(x-4)
∴y=
1
2
(1+2)×2-
1
2
×
2
5
×
4
5
(x-4)2=3-
4
5
(x-4)2

(3)存在.
由题意知:B(-1+x,2)、D(-4+x,0)、B′(2,1-x) 

由勾股定理得:BD2=32+22=13,BB'2=(x-3)2+(x+1)2=2x2-4x+10DB'2=(x-6)2+(x-1)2=2x2-14x+37
①当BD=DB′时,2x2-14x+37=13
x2-7x+12=0∴x1=3,x2=4
②当BD=BB′时,2x2-4x+10=132x2-4x-3=0x=
4±
16+24
4
=1±
10
2
∵x=1-
10
2
<0
(舍去) 
③当BB′=DB′时,2x2-14x+37=2x2-4x+10
x=2.7
综上所述,分别当x=1+
10
2
,x=2.7,x=3,x=4时,存在以B、D、B′为顶点的等腰三角形.
点评:本题主要考查了四边形的综合题以及与平面直角坐标系的关系.本题要掌握平行四边形的性质以及等腰三角形的性质.
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