如图,P是y轴上一动点,是否存在平行于y轴的直线x=t,使它与直线y=x和直线y=-x+2分别交于点D、E(E在D的上方),且△PDE为等腰直角三角形?若存在,求t的值及点P的坐标;若不存在,请说明原因.
网友回答
解:存在.
方法一:当x=t时,y=x=t;
当x=t时,y=-x+2=-t+2.
∴E点坐标为(t,-t+2),D点坐标为(t,t).
∵E在D的上方,
∴DE=-t+2-t=-t+2,且t<.
∵△PDE为等腰直角三角形,
∴PE=DE或PD=DE或PE=PD.
若t>0,PE=DE时,-t+2=t,
∴t=,-t+2=,
∴P点坐标为(0,).
若t>0,PD=DE时,-t+2=t,
∴t=,
∴P点坐标为(0,).
若t>0,PE=PD时,即DE为斜边,
∴-t+2=2t
∴t=,DE的中点坐标为(t,t+1),
∴P点坐标为(0,).
若t<0,PE=DE和PD=DE时,由已知得DE=-t,-t+2=-t,t=4>0(不符合题意,舍去),
此时直线x=t不存在.
若t<0,PE=PD时,即DE为斜边,由已知得DE=-2t,-t+2=-2t,
∴t=-4,t+1=0,
∴P点坐标为(0,0).
综上所述:当t=时,△PDE为等腰直角三角形,此时P点坐标为(0,)或(0,);
当t=时,△PDE为等腰直角三角形,此时P点坐标为(0,);
当t=-4时,△PDE为等腰直角三角形,此时P点坐标为(0,0).
方法二:设直线y=-x+2交y轴于点A,交直线y=x于点B,过B点作BM垂直于y轴,垂足为M,交DE于点N.
∵x=t平行于y轴,
∴MN=|t|.
∵,
解得x=,y=,
∴B点坐标为(,),
∴BM=,
当x=0时,y=-x+2=2,
∴A点坐标为(0,2),
∴OA=2.
∵△PDE为等腰直角三角形,
∴PE=DE或PD=DE或PE=PD.
如图,若t>0,PE=DE和PD=DE时,
∴PE=t,PD=t,
∵DE∥OA,
∴△BDE∽△BOA,
∴=.
∴=,
∴t=
当t=时,y=-x+2=,y=x=
∴P点坐标为(0,)或(0,).
若t>0,PD=PE时,即DE为斜边,
∴DE=2MN=2t.
∵DE∥OA,
∴△BDE∽△BOA,
∴=
∴=,
∴MN=t=,DE中点的纵坐标为t+1=,
∴P点坐标为(0,)
如图,
若t<0,PE=DE或PD=DE时,
∵DE∥OA,
∴△BDE∽△BOA,
∴=
DE=-4(不符合题意,舍去),此时直线x=t不存在.
若t<0,PE=PD时,即DE为斜边,
∴DE=2MN=-2t,
∵DE∥OA,
∴△BDE∽△BOA,
∴=
∴,
∴MN=4,
∴t=-4,t+1=0,
∴P点坐标为(0,0).
综上述所述:当t=时,△PDE为等腰直角三角形,此时P点坐标为(0,)或(0,);
当t=时,△PDE为等腰直角三角形,此时P点坐标为(0,);当t=-4时,
△PDE为等腰直角三角形,此时P点坐标为(0,0).
解析分析:将x=t代入解析式,得到y与t的关系式,然后根据直线在y轴的左侧和在y轴的右侧两种情况并以不同边为斜边构造等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质求出t的值,进而求出各点坐标.
点评:此题难度很大,涉及变量较多,解答时需要将x转化为t,然后根据等腰三角形的性质进行推理,由于情况较多,容易造成漏解,故解答时要仔细.