在平面直角坐标系中,点0是坐标原点,四边形ABCD为菱形,AB边在x轴上,点D在y轴上,点A的坐标是(-6,0),AB=10.
(1)求点C的坐标:
(2)连接BD,点P是线段CD上一动点(点P不与C、D两点重合),过点P作PE∥BC交BD于点E,过点B作BQ⊥PE交PE的延长线于点Q.设PC的长为x,PQ的长为y,求y与x之间的函数关系式(直接写出自变量x的取值范围);
(3)在(2)的条件下,连接AQ、AE,当x为何值时,S△BQE+S△AQE=S△DEP?并判断此时以点P为圆心,以5为半径的⊙P与直线BC的位置关系,请说明理由.
网友回答
解:(1)如图1,过点C作CN⊥x轴,垂足为N,则四边形DONC为矩形,
∴ON=CD
∵四边形ABCD是菱形,AB=10,
∴AB=BC=CD=AD=10,
∴ON=10,
∵A(-6,0),
∴OA=6,OD===8,
∴点C的坐标为(10,8);
(2)如图2,过点P作PH⊥BC,垂足为H,则∠PHC=∠AOD=90°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠PCB=∠DAO,
∴△PHC∽△DOA,
∴==,
∴==,
∴PH=x,CH=x,
∴BH=10-x,
∵PE∥BC,BQ⊥PQ,
∴∠PQB=∠QBC=∠PHB=90°,
∴四边形PQBH为矩形,
∴PQ=BH=10-x,
∴y=10-x(0<x<10);
(3)如图3,过点P作PH′⊥BC,垂足为H′,则四边形PQBH′是矩形,
∴BQ=PH′=x,
∵PE∥BC,
∴∠PED=∠CBD,
∵CD=CB,
∴∠CBD=∠CDB,
∴∠CDB=∠PED,
∴PE=PD=10-x,QE=PQ-PE=x,
过点D作DG⊥PQ于点G,过点A作AF⊥PQ交PQ的延长线于点F,
∴∠DGF=∠AFG=90°,
∵PQ∥BC,
∴PQ∥AD,
∴∠ADG=90°,
∴四边形AFGD为矩形,
∴AF=DG,
∵PQ∥BC,
∴∠DPG=∠C,
∵∠DGP=∠PH′C=90°,
∴△DGP∽△PH′C,
∴=,
∴AF=DG=(10-x)=8-x,
∵S△BQE+S△AQE=EQ×BQ+EQ×AF,
=×x×x+×x×(8-x)=x,
S△DEP=PE×DG=(10-x)×(8-x),
=x2-8x+40,
∵S△BQE+S△AQE=S△DEP,
∴x=(x2-8x+40),
整理得,x2-25x+100=0,
∴x1=5,x2=20,
∵0<x<10,
∴x2=20不符合题意,舍去,
∴x1=5,
∴x=5时,S△BQE+S△AQE=S△DEP,
∵PH′=x=4<5,
∴⊙P与直线BC相交.
解析分析:(1)过点C作CN⊥x轴,垂足为N,求得CN、ON的长,即可得出坐标;
(2)过点P作PH⊥BC,垂足为H,易证△PHC∽△DOA,可得CH=x,BH=10-x;然后证明四边形PQBH为矩形,则PQ=BH,即可求得;
(3)过点P作PH′⊥BC,垂足为H′,过点D作DG⊥PQ于点G,过点A作AF⊥PQ交PQ的延长线于点F,用x分别表示出EQ、BQ、AF的值和PE、DG的值,然后,根据S△BOE+S△AQE=S△DEP,可求出x的值,最后根据PH′的值与x的值比较,即可得出其位置关系;
点评:本题考查了菱形、矩形的判定及性质、相似三角形的判定及性质、勾股定理的运用及直线与圆的位置关系,本题考查知识较多,属综合性题目,考查了学生对知识的掌握程度及熟练运用所学知识解答题目的能力.