如图,在平面直角坐标系中,点A(2,0),C(0,1),以OA、OC为边在第一象限内作矩形OABC,点D(x,0)(x>0),以BD为斜边在BD上方做等腰直角三角形BDM,作直线MA交y轴于点N,连接ND.
(1)求证:①A、B、M、D四点在同一圆周上;②ON=OA;
(2)若0<x≤4,记△NDM的面积为y,试求y关于x的函数关系式,并求出△NDM面积的最大值;
(3)再点D运动过程中,是否存在某一位置,使DM⊥DN?若存在,请求出此时点D的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
(1)证明:①作BD的中点O,连接WO、AO
∵△DMB是等腰直角三角形
∴DM=BM,MO=BO=DO=BD
∵四边形OABC是矩形
∴∠OAB=90°
∴△DAB是直角三角形
∴OA=OD=BD
∴OA=OB=OM=OD
∴A、B、M、D四点在以O为圆心的圆周上
②过M作ME⊥x轴于E,MF⊥直线AB于F
∴∠DEM=∠MEA=∠MFB=90°
∴∠DME=∠BMF,且MD=MB
∴△MDE≌△MBF
∴MF=ME,DE=BF
∵∠MEA=∠MFB=90°,∠OAB=90°
∴四边形MEAF是正方形,
∴∠OAM=45°
∴∠ONA=45°
∴∠ONA=∠OAM
∴ON=OA;
(2)解:①当0<x≤3时,设M(a,b),则ME=AE,OE=a,AE=ME=AF=2-a.
∵D(x,0)
∴OD=x,DE=BF=a-x,AD=2-x
∵C(0,1),A(2,0),
∴AB=1,OA=2
∴AF=1+a-x,ON=2
∴2-a=1+a-x
∴a=,AE=OE=2-a=
S△MDN=S△ADN-S△MDN=
∴y=
当x=时,S△MDN最大为
②当3<x≤4时,过M作ME⊥x轴于E,MF⊥y轴于F,延长AB交MF于H,设M(a,b)
∴AD=x-2,DE=x-a,AE=a-2
∴a-2=1+x-a
∴a=
S△MDN=
∴y=
故当x=4时,S△MDN最大为;?
(3)解:当0<x≤3时,显然不存在;当3<x≤4时,假设存在,则MN2=MD2+DN2,
而MN=,MD2=,DN2=x2+4,
解得x=或,
故不存在D.
解析分析:(1)①取BD中点P,连接PM,PA,利用圆的定义可证;
②过M作ME⊥x轴于E,MF⊥直线AB于F,则△MDE≌△MBF,得ME=MF,从而得到四边形MFAE是正方形,得∠MAO=∠ONA=45°得ON=OA;?
(2)由(1)的②可以设M(a,b),在正方形MEAF中把a、b用含x的式子表示出来,就知道△DAM的高,从S△MDN=S△ADN-S△MDA,而得出结论.
(3)当0<x<3时,显然不存在;当3<x≤4时,假设存在,则根据勾股定理就有MN2=MD2+DN2,从而可以求出D点的坐标.
点评:本题是一道一次函数的综合试题,考查了四点共圆的证明,等腰直角三角形的性质的运用,三角形全等的判定及运用,勾股定理的运用以及抛物线的最大值等多个知识点.