题目内容

【题目】如图,正方形OABC的边OA,OC在坐标轴上,点B的坐标为(-4,4).点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向点O运动;点Q从点O同时出发,以相同的速度沿x轴的正方向运动,规定点P到达点O时,点Q也停止运动.连接BP,过P点作BP的垂线,与过点Q平行于y轴的直线l相交于点D.BD与y轴交于点E,连接PE.设点P运动的时间为t(s).

(1)写出∠PBD的度数和点D的坐标(点D的坐标用t表示);

(2)探索△POE周长是否随时间t的变化而变化,若变化,说明理由;若不变,试求这个定值.

(3)当t为何值时,△PBE为等腰三角形?

【答案】(1)45°,(t,t).(2)△POE周长是定值,该定值为8.(3)当t为4秒或(4-4)秒时,△PBE为等腰三角形.

【解析】

试题(1)易证△BAP≌△PQD,从而得到DQ=AP=t,从而可以求出∠PBD的度数和点D的坐标;

(2)由于∠EBP=45°,故图1是以正方形为背景的一个基本图形,容易得到EP=AP+CE.容易得到△POE周长等于AO+CO=8,从而解决问题;

(3)EP=AP+CE,由于△PBE底边不定,故分三种情况讨论,借助于三角形全等及勾股定理进行求解,然后结合条件进行取舍,最终确定符合要求的t值.

试题解析:(1)如图1,

由题可得:AP=OQ=1×t=t(秒)

∴AO=PQ.

∵四边形OABC是正方形,

∴AO=AB=BC=OC,

∠BAO=∠AOC=∠OCB=∠ABC=90°.

∵DP⊥BP,

∴∠BPD=90°.

∴∠BPA=90°-∠DPQ=∠PDQ.

∵AO=PQ,AO=AB,

∴AB=PQ.

在△BAP和△PQD中,

∴△BAP≌△PQD(AAS).

∴AP=QD,BP=PD.

∵∠BPD=90°,BP=PD,

∴∠PBD=∠PDB=45°.

∵AP=t,

∴DQ=t.

∴点D坐标为(t,t).

(2)∵∠EBP=45°

∴由图1可以得到EP=CE+AP,

∴OP+PE+OE=OP+AP+CE+OE

=AO+CO

=4+4

=8.

∴△POE周长是定值,该定值为8.

(3)①若PB=PE,

由△PAB≌△DQP得PB=PD,

显然PB≠PE,

∴这种情况应舍去.

②若EB=EP,

则∠PBE=∠BPE=45°.

∴∠BEP=90°.

∴∠PEO=90°-∠BEC=∠EBC.

在△POE和△ECB中,

∴△POE≌△ECB(AAS).

∴OE=CB=OC.

∴点E与点C重合(EC=0).

∴点P与点O重合(PO=0).

∵点B(-4,4),

∴AO=CO=4.

此时t=AP=AO=4.

③若BP=BE,

在Rt△BAP和Rt△BCE中,

∴Rt△BAP≌Rt△BCE(HL).

∴AP=CE.

∵AP=t,

∴CE=t.

∴PO=EO=4-t.

∵∠POE=90°,

∴PE=.

延长OA到点F,使得AF=CE,连接BF,如图2所示.

在△FAB和△ECB中,

∴△FAB≌△ECB.

∴FB=EB,∠FBA=∠EBC.

∵∠EBP=45°,∠ABC=90°,

∴∠ABP+∠EBC=45°.

∴∠FBP=∠FBA+∠ABP

=∠EBC+∠ABP=45°.

∴∠FBP=∠EBP.

在△FBP和△EBP中,

∴△FBP≌△EBP(SAS).

∴FP=EP.

∴EP=FP=FA+AP

=CE+AP.

∴EP=t+t=2t.

∴(4-t)=2t.

解得:t=4-4

∴当t为4秒或(4-4)秒时,△PBE为等腰三角形.

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