题目内容
2.如图1,等腰梯形ABCD,AB=CD,BC∥AD,BC⊥y轴,C为垂足.点A(-3,0),B(-1,2).(1)直接写出点C、D的坐标.C(0,2),D(2,0).
(2)如图2,若P为线段OC上一点,连接PA、PB,以PA、PB为边作平行四边形PAQB,连接PQ,交AB于点G.试探究:
①是否存在这样的点P,使对角线PQ,AB的长相等,为什么?
②是否存在这样的点P,使得PQ取得最小值?若存在,请求出这个最小值,并求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)如图3,P为线段OC上任意一点,延长PB到E,使BE=PB,以PE、PA为边作平行四边形PAQE,连接PQ.请探究对角线PQ的长是否也存在最小值?如果存在,直接写出最小值;如果不存在,请说明理由.
分析 (1)根据题意即可求得点C、D的坐标;
(2)①首先得出四边形PAQB为矩形,则∠APB=90°,进而得出△PAO∽△BPC,以及$\frac{PO}{BC}$=$\frac{AO}{PC}$,得出这样的点不存在;
②设AB交PQ于点M,利用PQ取得最小值时,MP必定取得最小值,求出MP的长,即可得出答案.
(3)设AB交PQ于点M,PE∥AQ,PB=BE,可得$\frac{DG}{GA}$=$\frac{PB}{AQ}$=$\frac{1}{2}$,易证得Rt△BCP∽Rt△HAQ,继而求得AH的长,即可求得答案;
解答
解:(1)根据题意得C(0,2),D(2,0);
故答案为0,2,2,0;
(2)①不存在这样的点P,使对角线PQ,AB的长相等.
理由如下:∵四边形PAQB为平行四边形.PQ=AB.
∴四边形PAQB为矩形,
∴∠APB=90°.
若∠APB=90°,
则当点P在线段OC上时,可得△PAO∽△BPC.
∴$\frac{PO}{BC}$=$\frac{AO}{PC}$.
设OP=m,则$\frac{m}{1}$=$\frac{3}{2-m}$,
即m2-2m+3=0.这个方程没有实数根.
∴∠APB=90°显然不可能成立. ![]()
∴不存在这样的点P,使对角线PQ,AB的长相等.
②设AB交PQ于点M,如图所示.
∵四边形PAQB为平行四边形,
∴M为AB、PQ的中点.
PQ取得最小值时,MP必定取得最小值.
显然,当P为OC的中点时,由梯形中位线定理可得MP∥CB,
∴MP⊥y轴.
此时MP取得最小值为:$\frac{1}{2}$×(1+3)=2.
∴PQ的最小值为4.
PQ取得最小值时,P(0,1).
(3)设AB交PQ于点M,![]()
∵PE∥CQ,PB=BE,
∴$\frac{DG}{GA}$=$\frac{PB}{AQ}$=$\frac{1}{2}$,
∴G是DC上一定点,
作QH⊥OA,交OA的延长线于H,
∵BC∥AD,
∴∠ABC=∠BAH,
∵PE∥AQ,
∴∠ABP=∠BAQ,
∴∠PBC=∠QAH,
∴Rt△BCP∽Rt△HAQ,
即$\frac{BC}{AH}$=$\frac{PB}{AQ}$=$\frac{1}{2}$,
∴AH=2,
∴OH=OA+AH=3+2=5,
∴当PQ⊥OC时,PQ的长最小,即为5.
点评 此题主要考查了相似三角形的判定与性质、等腰梯形的性质、平行四边形的性质、矩形的性质,注意准确作出辅助线是解此题的关键.