在平面直角坐标系中,M是双曲线(x<0)上一点,把双曲线(x<0)关于y轴作对称,点M的对称点为N,N点坐标为(m,6),作NA⊥x轴于A,NB⊥y轴于B.
(1)如图1,以OA为一边在四边形OANB内部作等边△OAC,求点C的坐标;
(2)在(1)的前提下,在平面内找到点D,使以O、C、N、D为顶点的四边形为平行四边形,直接写出点D的坐标;
(3)如图2,若在四边形BOAN内部有一点P,满足∠PBN=∠PNB=15°,连接PO、PA.求证:△POA为等边三角形.
网友回答
解:(1)过C作CG⊥OA,交OA于点G,交BN于点H,如图1所示,
由对称性得到过点N的反比例解析式为y=,
将N(m,6)代入反比例解析式得:6=,
解得:m=6,
∴N(6,6),即NB=NA=6,
∵NB⊥y轴,NA⊥x轴,BO⊥AO,
∴四边形AOBN为边长是6的正方形,
∵△AOC为等边三角形,
∴OC=OA-AC=6,OG=AG=3,
在Rt△OCG中,根据勾股定理得:CG==3,
则C(3,);
(2)分三种情况考虑,如图1所示:四边形OCND1,四边形OND2C,四边形ONCD3为平行四边形,
根据题意得:CN=OD1,又HN=OG=3,
∴Rt△CHN≌Rt△D1GO(HL),
∴D1G=CH=HG-CG=6-3,
此时D1(3,6-3),
根据题意得到N为D1D2的中点,O为D1D3的中点,N(6,6),O(0,0),
∴D2(9,6+3),D3(-3,3-6);
(3)∵∠PBN=∠PNB=15°,
∴PB=PN,∠PBO=∠PNA=75°,
∵四边形AOBN为正方形,
∴OB=AN,
∵在△BPO和△NPA中,
,
∴△BPO≌△NPA(SAS),
∴OP=PA,
在四边形BOAN外部做等边△BNQ,连接PQ,如图2所示,
∴∠QBN=∠QNB=60°,QB=QN=BN=OB=NA,
∴∠OBP=∠QBP=∠QNP=75°,
∵在△QBP和△OBP中,
,
∴△QBP≌△OBP(SAS),
同理得到△QNP≌△ANP,
∴∠QPB=∠OPB=∠QPN=∠APN=75°,
∴∠OPA=60°,
则△AOP为等边三角形.
解析分析:(1)过C作CG⊥OA,交OA于点G,交BN于点H,如图1所示,由对称性得到过N双曲线的解析式,求出m的值,确定出N坐标,可得出四边形AOBN为边长是6的正方形,由三角形AOC为等边三角形,利用三线合一得到G为OA的中点,求出OG的长,利用勾股定理求出CG的长,即可确定出C的坐标;
(2)这样的点D有三个位置,如图1所示,根据HN=OG,CN=OD1,利用HL得到三角形CHN与三角形OGD1全等,得到D1G=CH=HG-CG,求出D1的坐标,根据此时N为D1D2的中点,O为D1D3的中点,利用线段中点坐标公式求出D2与D3的坐标即可;
(3)由已知的一对角相等,利用等边对等角得到一对边BP=NP,过四边形AOBN外做一个等边三角形BNQ,连接PQ,可得出BQ=NQ=BN=BO=AN,∠QBN=∠QNB=60°,求出∠QBP=∠OBP=75°,再由BP为公共边,利用SAS得到三角形QBP与三角形OBP全等,由全等三角形的对应边相等得到OP=PQ,同理三角形NQP与三角形APN全等,得到AP=PQ,可得出OP=AP,同时得到∠OBP=∠QBP=∠QNP=75°,求出∠OPA=60°,即可确定出三角形AOP为等边三角形.
点评:此题考查了反比例函数综合题,涉及的知识有:全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,坐标与图形性质,平行四边形的判定与性质,以及反比例函数的图象与性质,熟练掌握判定与性质是解本题的关键.