题目内容
13.(1)求点A,点C的坐标;
(2)反比例函数y=$\frac{k}{x}$的图象经过点E,求k的值;
(3)在直线AD,ED上是否分别存在点M和点N,使以C,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
分析 (1)解一元二次方程可求得OA、OC的长,则可求得点A、C的坐标;
(2)由折叠的性质可得AD=AB,DE=BE,在Rt△AOD中可求得OD,则可求得CD,设CE=y,则可用y表示出DE的长,在Rt△CDE中,由勾股定理可得到关于y的方程,可求得CE的长,则可求得E点坐标,代入反比例函数解析式可求得k的值;
(3)用待定系数法可求得直线AD、DE的解析式,则可设出点M的横坐标为t,当CD为平行四边形的边时,则用t可表示出MN,由MN=CD可得到关于t的方程,可求得t的值,可求得M点的坐标;当CD为对角线时,如图4,过M作MG⊥OC于G,可知此时平行四边形为矩形,利用同角的三角函数求出MG、CG的长,从而可得点M的坐标.
解答
解:(1)解方程x2-18x+80=0,可得x=10或x=8,
∵OA,OC的长分别是一元二次方程x2-18x+80=0的两个根(OA<OC),
∴OA=8,OC=10,
∴A(0,8),C(10,0);
(2)由折叠得:AD=AB=10,DE=BE,
在Rt△AOD中,由勾股定理可得:OD=$\sqrt{A{D}^{2}-O{A}^{2}}$=6,
∴CD=OC-OD=10-6=4,
设CE=y,则BE=DE=8-y,
在Rt△CDE中,由勾股定理可得:DE2=CE2+DC2,![]()
即(8-y)2=y2+42,解得y=3,
∴E(10,3),
∵反比例函数y=$\frac{k}{x}$的图象经过点E,
∴k=10×3=30;
(3)∵A(0,8),D(6,0),E(10,3),
∴设直线AD解析式为y=kx+8,
把D(6,0),A(0,8)代入可得:$\left\{\begin{array}{l}{6k+b=0}\\{b=8}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=-\frac{4}{3}}\\{b=8}\end{array}\right.$,
∴直线AD解析式为y=-$\frac{4}{3}$x+8,
设直线DE解析式为y=mx+s,
把D、E坐标代入可得$\left\{\begin{array}{l}{6m+s=0}\\{10m+s=3}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{m=\frac{3}{4}}\\{s=-\frac{9}{2}}\end{array}\right.$,
∴直线DE解析式为y=$\frac{3}{4}$x-$\frac{9}{2}$,
∵点M在直线AD上,![]()
∴设M(t,-$\frac{4}{3}$t+8),
∵以C,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形,
∴有CD为边和CD为对角线两种情况,
①当CD为边时,则MN∥CD,且MN=CD=4,
当M、N在x轴上方时,如图2,则N点坐标为(t+4,-$\frac{4}{3}$t+8),
代入直线DE解析式可得-$\frac{4}{3}$t+8=$\frac{3}{4}$(t+4)-$\frac{9}{2}$,解得t=$\frac{114}{25}$
当t=$\frac{114}{25}$时,-$\frac{4}{3}$t+8=-$\frac{4}{3}$×$\frac{114}{25}$+8=$\frac{48}{25}$
∴M($\frac{114}{25}$,$\frac{48}{25}$);
当M、N在x轴下方时,则N点坐标为(t-4,-$\frac{4}{3}$t+8),
代入直线DE解析式可得-$\frac{4}{3}$t+8=$\frac{3}{4}$(t-4)-$\frac{9}{2}$,解得t=$\frac{186}{25}$
当t=$\frac{186}{25}$时,-$\frac{4}{3}$t+8=-$\frac{4}{3}$×$\frac{186}{25}$+8=-$\frac{48}{25}$
∴M($\frac{186}{25}$,-$\frac{48}{25}$);
②当CD为对角线时,如图4,过M作MG⊥OC于G,
由折叠得:∠ADE=∠B=90°,
∴∠EDM=90°,
∴?DMCN是矩形,
∴∠DNC=∠DMC=90°,
sin∠EDC=$\frac{EC}{ED}=\frac{NC}{DC}$,
∴$\frac{3}{5}=\frac{NC}{4}$,
∴NC=$\frac{12}{5}$,
由勾股定理得:DN=$\sqrt{{4}^{2}-(\frac{12}{5})^{2}}$=$\frac{16}{5}$,![]()
∴DM=NC=$\frac{12}{5}$,CM=DN=$\frac{16}{5}$,
∵DN∥MC,
∴∠EDC=∠DCM,
sin∠EDC=sin∠DCM=$\frac{3}{5}$=$\frac{MG}{CM}$,
$\frac{3}{5}$=$\frac{MG}{\frac{16}{5}}$,
∴MG=$\frac{48}{25}$,
同理可得:CG=$\frac{64}{25}$,
∴OG=10-$\frac{64}{25}$=$\frac{186}{25}$,
∴M($\frac{186}{25}$,-$\frac{48}{25}$);
综上所述,存在点M和点N,使以C,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为($\frac{114}{25}$,$\frac{48}{25}$)或($\frac{186}{25}$,-$\frac{48}{25}$).
点评 本题是反比例函数、矩形、方程的综合题,考查了坐标与图形特点,矩形、平行四边形的性质,三角函数,勾股定理,折叠等知识,综合性较强,难度适中,注意第三问中存在的平行四边形要采用分类讨论的思想,不要漏解,要从CD为边和对角线两方面考虑.