题目内容
5.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,矩形OABC的顶点A坐标为(12,0),顶点C坐标为(0,9),动点P从C点出发,在边CB上以每秒1个单位长度的速度向点B移动,将线段BP绕点B按顺时针方向旋转至BD,使得DB⊥OB.设点P移动时间是t秒.(1)如图1,当O、P、D三点共线时,过点D作DE⊥BC,垂足为点E,求证:CP=BE.
(2)如图2,沿OP将△OCP翻折得△OQP,连结AQ,若△OAQ恰好是等腰三角形,求点Q的坐标.
(3)记OP中点为K,问是否存在某个t值,使得此时四边形CKBD是平行四边形.若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
分析 (1)如图1中,作PH⊥OB于H.首先证明PC=PH,再证明△DBE≌△PBH,推出BE=PH即可解决问题;
(2)分两种情形①如图2中,当OA=AQ时,②如图3中,当QO=QA时,分别构造直角三角形即可解决问题;
(3)不存在.不妨设KC∥BD,只要证明△OCP∽△BCO,可得$\frac{CP}{OC}$=$\frac{OC}{CB}$,求出CP、CK、BD即可判断;
解答 解:(1)如图1中,作PH⊥OB于H.![]()
∵BP=BD,
∴∠BDP=∠BPD=∠CPO,
∵∠CPO+∠COP=90°,∠ODB+∠DOB=90°,
∴∠COP=∠BOP,
∵PC⊥OC,PH⊥OB,
∴PC=PH,
∵DE⊥BC,
∴∠DEB=∠DBH=90°,
∴∠EDB+∠DBE=90°,∠DBE+∠PBH=90°,
∴∠BDE=PBH,∵∠DEB=∠PHB=90°,
∴△DBE≌△PBH,
∴BE=PH,
∴PC=BE.
(2)如图2中,当OA=AQ时,作QH⊥OA于H.![]()
设OH=x,则AH=12-x,
∵QH2=OQ2-OH2=AQ2-AH2
∴92-x2=122-(12-x)2,
∴x=$\frac{27}{8}$,
∴OH=$\frac{27}{8}$,QH=$\frac{3}{8}$$\sqrt{55}$,
∴Q($\frac{27}{8}$,$\frac{3}{8}$$\sqrt{55}$).
如图3中,当QO=QA时,作QH⊥OA于H.![]()
在Rt△OQH中,∵OQ=OC=9,OH=HA=6,
∴QH=$\sqrt{{9}^{2}-{6}^{2}}$=3$\sqrt{5}$,
∴Q(6,3$\sqrt{5}$),
综上所述,满足条件的点Q坐标为($\frac{27}{8}$,$\frac{3}{8}$$\sqrt{55}$)或(6,3$\sqrt{5}$).
(3)不存在.理由如下:如图4中,![]()
不妨设KC∥BD,则∠DBC=∠KCB,
∵∠DBC+∠CBO=90°,∠BCK+∠OCK=90°,
∴∠CBO=∠OCK,
∵OK=KP,
∴CK=KO,
∴∠OCK=∠COK=∠CBO,
∵∠OCP=∠OCB,
∴△OCP∽△BCO,
∴$\frac{CP}{OC}$=$\frac{OC}{CB}$,
∴$\frac{CP}{9}$=$\frac{9}{12}$,
∴CP=$\frac{27}{4}$,PB=BD=12-$\frac{27}{4}$=$\frac{21}{4}$,
∵OP=$\sqrt{O{C}^{2}+P{C}^{2}}$=$\sqrt{{9}^{2}+(\frac{27}{4})^{2}}$=$\frac{45}{4}$,
∴CK=$\frac{1}{2}$OP=$\frac{45}{8}$,
∴CK≠BD,
∴四边形CKBD不可能是平行四边形,故不存在.
点评 本题考查四边形综合题、翻折变换、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.