如图,以O为原点的直角坐标系中,A点的坐标为(0,1),直线x=1交x轴于点B.P为线段AB上一动点,作直线PC⊥PO,交直线x=1于点C.过P点作直线MN平行于x轴,交y轴于点M,交直线x=1于点N.
(1)当点C在第一象限时,求证:△OPM≌△PCN;
(2)当点C在第一象限时,设AP长为m,四边形POBC的面积为S,请求出S与m之间的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
(3)当点P在线段AB上移动时,点C也随之在直线x=1上移动,△PBC能否成为等腰三角形?如果可能,求出所有能使△PBC成为等腰三角形的点P的坐标;如果不可能,请说明理由.
网友回答
(1)证明:∵OM∥BN,MN∥OB,∠AOB=90°
∴四边形OBNM为矩形
∴MN=OB=1,∠PMO=∠CNP=90°
∵OA=OB,
∴∠1=∠3=45°
∵MN∥OB,
∴∠2=∠3=45°
∴∠1=∠2=45°,
∴AM=PM
∴OM=OA-AM=1-AM,PN=MN-PM=1-PM
∴OM=PN
∵∠OPC=90°,
∴∠4+∠5=90°,
又∵∠4+∠6=90°,
∴∠5=∠6
∴△OPM≌△PCN
(2)解:∵AM=PM=APsin45°=,
∴OM=
∴S=S矩形OBNM-2S△POM=(1-m)-2×(1-m)?m
=m2-m+1(0≤m<).
(3)解:△PBC可能成为等腰三角形
①当P与A重合时,PC=BC=1,此时P(0,1)
②当点C在第四象限,且PB=CB时
有BN=PN=1-
∴BC=PB=PN=
∴NC=BN+BC=1-+-m
由(2)知:NC=PM=
∴1-+-m=
整理得(+1)m=+1
∴m=1
∴PM==,BN=1-=1-
∴P(,1-)
由题意可知PC=PB不成立
∴使△PBC为等腰三角形的点P的坐标为(0,1)或(,1-).
解析分析:(1)根据∠OPC=90°和同角的余角相等,我们可得出三角形OPM和PCN中两组对应角相等,要证两三角形全等,必须有相等的边参与,已知了OA=OB,因此三角形OAB是等腰直角三角形,那么三角形AMP也是个等腰三角形,AM=MP,OA=OB=MN,由此我们可得出OM=PN,由此我们可得出两三角形全等.
(2)知道了A的坐标,也就知道了OA、OB、MN的长,在直角三角形AMP中,我们知道了AP为m,那么可用m表示出AM、MP,也就能表示出OM、BN,PN的长,那么可根据四边形OPCB的面积=矩形的面积-三角形OMP的面积-三角形PCN的面积,来求出S,m的函数关系式.然后根据C在第一象限,得出CN的取值范围,进而求出m的取值范围.
(3)要分两种情况进行讨论:
当C在第一象限时,要想使PCB为等腰三角形,那么PC=CB,∠PBC=45°,因此此时P与A重合,那么P的坐标就是A的坐标.
当C在第四象限时,要想使PCB为等腰三角形,那么PB=BC,在等腰直角三角形PBN中,我们可以用m表示出BP的长,也就表示出了BC的长,然后根据(1)中的全等三角形,可得出MP=NC,那么可用这两个含未知数m的式子得出关于m的方程来求出m的值.那么也就求出了PM、OM的长,也就得出了P点的坐标.
点评:本题考查了全等三角形的判定及等腰三角形的性质;此题的设计比较精巧,将几何知识放在坐标系中进行考查,第1题运用相似形等几何知识不难得证,第2小题需利用第1小问的结论来建立函数解析式,第3小题需分类讨论,不要漏解,运用方程思想可以得到