如图,在平面直角坐标系中,已知△AOB是等边三角形,点A的坐标是(-4,0),点B在第二象限,点P是y轴上的一个动点,连接AP,并把△AOP绕点A按逆时针方向旋转,使边AO与AB重合,得到△ABD.
(1)连接DP,猜想△APD的形状,并加以说明;
(2)当点P运动到点时,求此时DP的长;
(3)是否存在点P,使△OPD的面积等于?若存在,请求出符合条件的所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)等边三角形,
理由是:∵把△AOP绕点A按逆时针方向旋转,使边AO与AB重合,得到△ABD.
∴AP=AD,∠OAP=∠DAB,
∵等边三角形AOB,
∴∠BAO=60°=∠OAP+∠PAB,
∴∠DAP=60°,
即△APD的形状是等边三角形.
(2)∵等边△APD,
∴DP=AP===;
(3)设P(0,t),假设存在P点,使△OPD的面积等于.下面分三种情况讨论:
①当t>0时,如图,BD=OP=t,DG=t,
∴DH=2+t.
∵△OPD的面积等于,
∴t(2+t)=,
解得,(舍去),
∴点P1的坐标为(0,).
②当<t≤0时,如图,BD=OP=-t,BG=-t,
∴DH=2-(-t)=2+t.
∵△OPD的面积等于,
∴-t(2+t)=,
解得 t1=-,t2=-,
∴点P2的坐标为(0,-),点P3的坐标为(0,-).
③当t≤时,如图,BD=OP=-t,DG=-t,
∴DH=-t-2.
∵△OPD的面积等于,
∴t(2+t)=,
解得 t1=(舍去),t2=,
∴点P4的坐标为(0,),
综上所述,点P的坐标分别为P1(0,)、P2(0,)、P3(0,-)、P4(0,).
解析分析:(1)根据旋转的性质可得,AD=AP,旋转角∠OAB=∠PAD=60°,即可得出;
(2)由AP=PD,所以,根据勾股定理求出AP的长,即可得出;
(3)本题分三种情况进行讨论,设点P的坐标为(0,t):①当P在y轴正半轴上时,即t>0时,在直角三角形DBG中,可根据BD即OP的长和∠DBG的正弦函数求出DG的表达式,即可求出DH的长,根据已知的△OPD的面积可列出一个关于t的方程,即可求出t的值.②当P在y轴负半轴,但D在x轴上方时.即<t≤0时,方法同①类似,也是在直角△DBG用BD的长表示出DG,进而求出HD的长;③当P在x轴负半轴,D在x轴下方时,即t≤时,方法同②.
点评:本题主要考查了旋转的性质、等边三角形的性质和二次函数的性质,关于动点问题,注意分类讨论解答.