题目内容

【题目】已知:在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A在x轴的负半轴上,直线y=﹣x+与x轴、y轴分别交于B、C两点,四边形ABCD为菱形.

(1)如图1,求点A的坐标;

(2)如图2,连接AC,点P为△ACD内一点,连接AP、BP,BP与AC交于点G,且∠APB=60°,点E在线段AP上,点F在线段BP上,且BF=AE,连接AF、EF,若∠AFE=30°,求AF2+EF2的值;

(3)如图3,在(2)的条件下,当PE=AE时,求点P的坐标.

【答案】(1)A(﹣,0).(2)49;(3)P(﹣,3)

【解析】(1)利用勾股定理求出BC的长即可解决问题;

(2)如图2中,连接CE、CF.证明△CEF是等边三角形,AF⊥CF即可解决问题;

(3)如图3中,延长CE交FA的延长线于H,作PQ⊥AB于Q,PK⊥OC于K,在BP设截取BT=PA,连接AT、CT、CF、PC.证明△APF是等边三角形,AT⊥PB即可解决问题;

(1)如图1中,

∵y=-﹣x+,

∴B(,0),C(0,),

∴BO=,OC=,

在Rt△OBC中,BC==7,

∵四边形ABCD是菱形,

∴AB=BC=7,

∴OA=AB-OB=7-=,

∴A(-,0).

(2)如图2中,连接CE、CF.

∵OA=OB,CO⊥AB,

∴AC=BC=7,

∴AB=BC=AC,

∴△ABC是等边三角形,

∴∠ACB=60°,

∵∠APB=60°,

∴∠APB=∠ACB,

∵∠PAG+∠APB=∠AGB=∠CBG+∠ACB,

∴∠PAG=∠CBG,∵AE=BF,

∴△ACE≌△BCF,

∴CE=CF,∠ACE=∠BCF,

∴∠ECF=∠ACF+∠ACE=∠ACF+∠BCF=∠ACB=60°,

∴△CEF是等边三角形,

∴∠CFE=60°,EF=FC,

∵∠AFE=30°,

∴∠AFC=∠AFE+∠CFE=90°,

在Rt△ACF中,AF2+CF2=AC2=49,

∴AF2+EF2=49.

(3)如图3中,延长CE交FA的延长线于H,作PQ⊥AB于Q,PK⊥OC于K,在BP设截取BT=PA,连接AT、CT、CF、PC.

∵△CEF是等边三角形,

∴∠CEF=60°,EC=CF,

∵∠AFE=30°,∠CEF=∠H+∠EFH,

∴∠H=∠CEF-∠EFH=30°,

∴∠H=∠EFH,

∴EH=EF,

∴EC=EH,

∵PE=AE,∠PEC=∠AEH,

∴△CPE≌△HAE,

∴∠PCE=∠H,

∴PC∥FH,

∵∠CAP=∠CBT,AC=BC,

∴△ACP≌△BCT,

∴CP=CT,∠ACP=∠BCT,

∴∠PCT=∠ACB=60°,

∴△CPT是等边三角形,

∴CT=PT,∠CPT=∠CTP=60°,

∵CP∥FH,

∴∠HFP=∠CPT=60°,

∵∠APB=60°,

∴△APF是等边三角形,

∴∠CFP=∠AFC-∠∠AFP=30°,

∴∠TCF=∠CTP-∠TFC=30°,

∴∠TCF=∠TFC,

∴TF=TC=TP,

∴AT⊥PF,设 BF=m,则AE=PE=m,

∴PF=AP=2m,TF=TP=m,TB=2m,BP=3m,

在Rt△APT中,AT=m,

在Rt△ABT中,∵AT2+TB2=AB2,

∴(m)2+(2m)2=72,

解得m=或-(舍弃),

∴BF=,AT=,BP=3,sin∠ABT=,

∵OK=PQ=BPsin∠PBQ=3×=3,BQ==6,

∴OQ=BQ-BO=6-=,

∴P(-,3)

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