题目内容

直线l:y=3x+3与坐标轴分别交于A、B两点,直线m经过点C(1,0)且与x轴垂直.
(1)求点A、B的坐标.
(2)设点P是直线m上的一个动点,求PA+PB的最小值及点P的坐标.
(3)在直线m上存在点M,使△MAB为等腰三角形,求出所有符合条件的点M的坐标.
(4)在直线m上存在点N,使△NAB为以AB为直角边的直角三角形,画出示意图并直接写出所有符合条件的点N的坐标.
考点:一次函数综合题
专题:
分析:(1)分别令x=0和y=0,可求得A、B的坐标;
(2)在x轴上找到A关于x=1的对称点为A′,连接A′B交m于点P,则PA+PB=PA′+PB最小,根据勾股定理可求得A′B,结合条件可求得M的坐标;
(3)设出M为(1,y),分MA=MB、MB=AB、MA=AB三种情况得到出关于y的方程,可求出M的坐标;
(4)画出图形,利用相似三角形对应边成比例可求出N点的坐标.
解答:解:(1)∵y=3x+3,
∴令y=0可得x=-1,令x=0可得y=3,
∴A点为(-1,0),B点为(0,3);
(2)∵直线m过点C(1,0),
∴直线m的方程为x=1,
∴A点关于直线x=1的对称点为A′(3,0),
如图1,连接A′B交m于点P,则PA+PB=PA′+PB=A′B最小,

在Rt△OBA′中,OB=3,OA′=3,由勾股定理可求得A′B=3
2
,
∵OB=OA′,
∴∠PA′C=45°,
∴PC=CA′=2,
∴P点坐标为(1,2),
∴当P点为(1,2)时PA+PB有最小值3
2
;
(3)设M点坐标为(1,y),
则由勾股定理可知AB2=10,AM2=(1+1)2+y2=4+y2,BM=12+(y-3)2=1+(y-3)2,
∵△MAB为等腰三角形,
∴分MA=MB、MB=AB、MA=AB三种情况,
当MA=MB时,即AM2=BM2,所以4+y2=1+(y-3)2,解得y=1,此时M点坐标为(1,1),
当MB=AB时,即MB2=AB2,所以10=1+(y-3)2,解得y=0或y=6,此时M为(1,0)或(1,6),
当MA=AB时,即MA2=AB2,所以10=4+y2,解得y=
6
或y=-
6
,此时M为(1,
6
)或(1,-
6
),
综上可知M点的坐标为(1,1)或(1,0)或(1,6)或(1,
6
)或(1,-
6
);
(4)N点的位置如图2所示,

当∠ABN=90°时,过B作BD⊥m于点D,设N点坐标为(1,k),则BD=OC=1,
∵∠ABO+∠OBN=∠OBN+∠DBN=90°,
∴∠ABO=∠DBN,且∠AOB=∠BDN,
∴△ABO∽△NBD,
∴
AO
DN
=
BO
BD
,
即
1
DN
=
3
1
,解得DN=
1
3
,
∴NC=3-
1
3
=
8
3
,
此时N点坐标为(1,
8
3
),
当∠NAB=90°时,
∵∠CAN+∠BAO=∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠ABO=∠CAN,且∠AOB=∠ACN=90°,
∴
AO
CN
=
BO
AC
,
即
1
CN
=
3
2
,解得CN=
2
3
,
此时N点坐标为(1,-
2
3
).
在Rt△ACN中,AC=2,
点评:本题主要考查了直线与坐标轴的交点和轴对称的性质、等腰三角形的性质、相似三角形的判定和性质及勾股定理的应用.在(2)中确定出P点的位置是解题的关键,在(3)中设出M点的坐标分别表示出AB、MA、MB的长度,分三种情况讨论是关键,在(4)中注意利用相似三角形的性质来求线段的长度.知识点较多,难度较大,注意分类思想和方程思想的应用.
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