题目内容

13.如图①,四边形OACB为长方形,A(-6,0),B(0,4),直线l为函数y=-2x-5的图象.
(1)点C的坐标为(-6,4);
(2)若点P在直线l上,△APB为等腰直角三角形,∠APB=90°,求点P的坐标;
小明的思考过程如下:
第一步:添加辅助线,如图②,过点P作MN∥x轴,与y轴交于点N,与AC的延长线交于点M;
第二步:证明△MPA≌△NBP;
第三步:设NB=m,列出关于m的方程,进而求得点P的坐标.
请你根据小明的思考过程,写出第二步和第三步的完整解答过程;
(3)若点P在直线l上,点Q在线段AC上(不与点A重合),△QPB为等腰直角三角形,直接写出点P的坐标.

分析 (1)根据矩形的性质可以求得.
(2)由△MPA≌△NBP列出方程即可求解.
(3)分三种情形讨论①∠PBQ=90°,利用图1中△PMB≌△BNQ即可求出.
②∠BPQ=90°,利用图2中△PMB≌△CNP即可求出.
③∠PQB=90°,利用图3中△PNQ≌△BMQ即可求出.

解答 解:(1)∵四边形AOBC是矩形,
∴AO=CO=6,AC=BO=4,
∴点C的坐标为(-6,4).
故答案为C(-6,4).
(2)根据题意得:∠AMP=∠PNB=90°,
∵△APB为等腰直角三角形,
∴AP=BP,∠APB=90°,
∵∠APB=∠AMP=90°,
∴∠NPB+∠MPA=∠MPA+∠MAP=90°,
∴∠NPB=∠MPA,
在△MPA和△NBP中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠MAP=∠NPB}\\{∠AMP=∠PNB}\\{PA=PB}\end{array}\right.$,
∴△MPA≌△NBP(AAS),
∴AM=PN,MP=NB,
设NB=m,则MP=m,PN=MN-MP=6-m,AM=4+m,
∵AM=PN,
∴4+m=6-m,
解得:m=1,
∴点P的坐标为(-5,5);
(3)设点Q的坐标为(-6,q),
分3种情况讨论:
①当∠PBQ=90°时,如右图,过点P作PM⊥y轴于点M,点Q作QN⊥y轴于点N,
∵∠QBN+∠PBM=90°,∠MPB+∠PBM=90°
∴∠QBN=∠MPB,∠PMB=∠QNB=90°
在△AQN和△PBM中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠MPB=∠QBN}\\{∠PMB=∠QNB}\\{AP=QB}\end{array}\right.$,
∴△PMB≌△BNQ,
∴MB=NQ=6,PM=BN=4-q,∴P(q-4,10),
代入y=-2x-5,解得:q=-3.5,
∴p(-7.5,10).
此时点Q不在线段AC时,不合题意,舍弃.
②当∠BPQ=90°时,
若点P在BQ上方,即为(2)的情况,此时点Q与点A重合,由于题设中规定点Q不与点A重合,故此种情况舍去;
若点P在BQ下方,如右图,过点P作PN⊥AC于点N,作PM⊥y轴于点M,
设BM=m,
∵∠APM+∠NPC=90°,∠NQB+∠NPQ=90°,
∴∠BPM=∠NQP,
在△APM和△QPN中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠APM=∠NQP}\\{∠AMP=∠PNQ}\\{PA=PQ}\end{array}\right.$
∴△PMB≌△CNP,
∴PN=BM=m,
∴PM=6-m,
∴P(m-6,4-m),
把P坐标代入y=-2x-5,得4-m=-2m+12-5,
解得:m=3
此时点P的坐标为(-3,1);
③当∠PQB=90°时如右图,过点Q作QM⊥y轴于点M,过点P作PN⊥AC垂足为N,
设BM=m,
∵∠PQB=∠MQN=90°,
∴∠PQN=∠MQB,
在△PQN和△BQM中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠PQN=∠BQM}\\{∠PNQ=∠BMQ}\\{PQ=QB}\end{array}\right.$,
∴△PNQ≌△BMQ,
∴QN=QM=6,MB=NP=m,
∴P(-6-m,10-m),
把P坐标代入y=-2x-5,得:10-m=12+2m-5,
解得:m=1,此时点P的坐标为(-7,9),
综上所述,点P的坐标为(-3,1)或(-7,9).

点评 本题考查矩形、一次函数、等腰直角三角形、全等三角形的判定和性质等有关知识,作辅助线构造全等三角形是解题的关键,学会用方程的思想解决问题.

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