题目内容

【题目】在平面直角坐标系xOy中,点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(0,4),BC平分∠ABO交x轴于点C(2,0).点P是线段AB上一个动点(点P不与点A,B重合),过点P作AB的垂线分别与x轴交于点D,与y轴交于点E,DF平分∠PDO交y轴于点F.设点D的横坐标为t.

(1)如图1,当0<t<2时,求证:DF∥CB;

(2)当t<0时,在图2中补全图形,判断直线DF与CB的位置关系,并证明你的结论;

(3)若点M的坐标为(4,-1),在点P运动的过程中,当△MCE的面积等于△BCO面积的倍时,直接写出此时点E的坐标.

【答案】(1)详见解析;(2)详见解析;(3)详见解析.

【解析】

(1)求出∠PBO+∠PDO=180°,根据角平分线定义得出∠CBO=∠PBO,∠ODF=∠PDO,求出∠CBO+∠ODF=90°,求出∠CBO=∠DFO,根据平行线的性质得出即可;
(2)求出∠ABO=∠PDA,根据角平分线定义得出∠CBO=∠ABO,∠CDQ=∠PDO,求出∠CBO=∠CDQ,推出∠CDQ+∠DCQ=90°,求出∠CQD=90°,根据垂直定义得出即可;
(3)分为两种情况:根据三角形面积公式求出即可.

(1)证明:如图1.
∵在平面直角坐标系xOy中,点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(0,4),
∴∠AOB=90°.
∵DP⊥AB于点P,
∴∠DPB=90°,
∵在四边形DPBO中,∠DPB+∠PBO+∠BOD+∠PDO=360°,
∴∠PBO+∠PDO=180°,
∵BC平分∠ABO,DF平分∠PDO,
∴∠CBO=∠PBO,∠ODF=∠PDO,
∴∠CBO+∠ODF=(∠PBO+∠PDO)=90°,
∵在△FDO中,∠OFD+∠ODF=90°,
∴∠CBO=∠DFO,
∴DF∥CB.
(2)直线DF与CB的位置关系是:DF⊥CB,
证明:延长DF交CB于点Q,如图2,


∵在△ABO中,∠AOB=90°,
∴∠BAO+∠ABO=90°,
∵在△APD中,∠APD=90°,
∴∠PAD+∠PDA=90°,
∴∠ABO=∠PDA,
∵BC平分∠ABO,DF平分∠PDO,
∴∠CBO=∠ABO,∠CDQ=∠PDO,
∴∠CBO=∠CDQ,∵在△CBO中,∠CBO+∠BCO=90°,
∴∠CDQ+∠DCQ=90°,
∴在△QCD中,∠CQD=90°,
∴DF⊥CB.
(3)解:过M作MN⊥y轴于N,
∵M(4,-1),
∴MN=4,ON=1,
当E在y轴的正半轴上时,如图3,


∵△MCE的面积等于△BCO面积的倍时,
∴×2×OE+×(2+4)×1-×4×(1+OE)=××2×4,
解得:OE=,
当E在y轴的负半轴上时,如图4,

×(2+4)×1+×(OE-1)×4-×2×OE=××2×4,
解得:OE=,
即E的坐标是(0,)或(0,-).

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