题目内容

【题目】如图1,在平面直角坐标系中,直线AC:y=﹣3x+3与直线AB:y=ax+b交于点A,且B(﹣9,0).

(1)若F是第二象限位于直线AB上方的一点,过F作FE⊥AB于E,过F作FD∥y轴交直线AB于D,D为AB中点,其中△DFF的周长是12+4,若M为线段AC上一动点,连接EM,求EM+MC的最小值,此时y轴上有一个动点G,当|BG﹣MG|最大时,求G点坐标;

(2)在(1)的情况下,将△AOC绕O点顺时针旋转60°后得到△A′OC',如图2,将线段OA′沿着x轴平移,记平移过程中的线段OA′为O′A″,在平面直角坐标系中是否存在点P,使得以点O′,A″,E,P为顶点的四边形为菱形,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.

【答案】(1)-,(0,);(2)存在,(2,2+3)或(﹣9,2)或(6﹣3,﹣2)

【解析】

(1)点,则点,过点C作x轴的垂线、过点M作y轴的垂线,两垂线交于点H,MH=MCcosα=MC,当点E、M、H三点共线时,EM+MH=EM+MC最小,点,EM+MC最小值=EH=xC﹣xE=;作点M关于y轴的对称点,连接BM′交y轴于点G,则此时|BG﹣MG|最大,即可求解;

(2)设线段OA′沿着x轴平移了m个单位,则点O′、A″的坐标分别为(m,0)、(,),而点,

①当O′A″是菱形的边时,则EP(P′)=O′A″=OA=3,即可求解;

②当O′A″是菱形的对角线时,设点P(a,b),由中点公式得:,,而EO=EA,即:,即可求解.

(1)由AC:得:点A、C的坐标分别为:,

∴,

则,则

点,点A,代入y=ax+b,

得:,解得:

则直线AB的表达式为:,

∴,

∴,则,

∵FE⊥AB,FD∥y轴,则∠F=∠ABO=30°,

设:,则,,△DFF的周长是,

则,解得:,

D为AB中点,则点,

s=ED=4,则,

则点,

过点C作x轴的垂线、过点M作y轴的垂线,两垂线交于点H,如图1:

则∠HMC=∠ACO=α,则MH=MCcosα=MC,

当点E、M、H三点共线时,EM+MH=EM+MC最小,

则,

点M在直线AC上,则点,

作点M关于y轴的对称点,连接BM′交y轴于点G,如图2:

则点G为所求,此时|BG﹣MG|最大,

将、的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b,

解得:

故点G的坐标为:;

综上,EM+MC最小值为:﹣,G的坐标为:(0,);

(2)将△AOC绕O点顺时针旋转60°后得到△A′OC',

则△OAA′为边长为4的等边三角形,则点A′(,),

设线段OA′沿着x轴平移了m个单位,

则点O′、A″的坐标分别为(m,0)、(,),而点,

①当O′A″是菱形的边时,

直线OA′和直线AB的倾斜角都是30°,故O′A″∥OA′∥AB,

则EP(P′)=O′A″=OA=3,

则xP﹣xE=3cos30°=,

故点P(2,2+3),

同理点P′(,2);

②当O′A″是菱形的对角线时,

设点P(a,b),

由中点公式得:,,

而EO=EA,即:,

解得:,b=﹣2,﹣6,

故:6﹣3,,

则点P(6﹣3,﹣2);

综上,点P坐标为:(2,2+3)或(﹣9,2)或(6﹣3,﹣2).

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