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在平面直角坐标系xOy中 边长为5的正方形ABCD的对角线AC BD相交于点P 顶点A在x轴正

时间:2022-07-15 08:43:50

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在平面直角坐标系xOy中 边长为5的正方形ABCD的对角线AC BD相交于点P 顶点A在x轴正

问题补充:

在平面直角坐标系xOy中,边长为5的正方形ABCD的对角线AC、BD相交于点P,顶点A在x轴正半轴上运动,顶点B在y轴正半轴上运动(x轴的正半轴、y轴的正半轴都不包含原点O),顶点C、D都在第一象限.

(1)当点坐标为A(4,0)时,求点D的坐标;

(2)求证:OP平分∠AOB;

(3)直接写出OP长的取值范围(不要证明).

答案:

解:(1)作DM⊥x轴于点M,

∴∠AMD=90°.

∵∠AOB=90°,

∴∠AMD=∠AOB.

∵四边形ABCD是正方形,

∴AB=AD,∠BAD=90°,

∴∠OAB+∠DAM=90°.

∵∠OAB+∠OBA=90°,

∴∠DAM=∠OBA.

在△DMA和△AOB中,

∴△DMA≌△AOB,

∴AM=OB,DM=AO.

∵A(4,0),

∴OA=4,

∵AB=5,在Rt△AOB中由勾股定理得:

OB==3.

∴AM=3,MD=4,

∴OM=7.

∴D(7,4);

(2)证明:作PE⊥x轴交x轴于E点,作PF⊥y轴交y轴于F点

∵∠BPE+∠EPA=90°,∠EPB+∠FPB=90°,

∴∠FPB=∠EPA,

∵∠PFB=∠PEA,BP=AP,

∴△PBF≌△PAE,

∴PE=PF,

∴点P都在∠AOB的平分线上.

(3)作PE⊥x轴交x轴于E点,作PF⊥y轴交y轴于F点,则PE=h,设∠APE=α.

在直角△APE中,∠AEP=90°,PA=.

∴PE=PA?cosα=cosa.

∵顶点A在x轴正半轴上运动,顶点B在y轴正半轴上运动(x轴的正半轴、y轴的正半轴都不包含原点O),

∴0°≤α<45°,

∴<cosa≤1.

∴<PE≤,.

∵OP=PE,

∴<OP≤5.

解析分析:(1)作DM⊥x轴于点M,由A(4,0)可以得出OA=4,由勾股定理就可以求出OB=3,再通过证明△AOB≌△DMA就可以求出AM=OB,DM=OA,从而求出点D的坐标.

(2)过P点作x轴和y轴的垂线,可通过三角形全等,证明OP是角平分线.

(3)因为OP是∠AOB的平分线上,就有∠POA=45°,就有OP=PE,在Rt△APE中运用三角函数就可以表示出PE的范围,从而可以求出OP的取值范围..

点评:本题考查了正方形的性质(四边相等,四角相等,对角线互相垂直平分,且平分每一组对角)以及坐标与图形的性质,全等三角形的判定和性质,解直角三角形,勾股定理的运用,锐角三角函数的运用.

在平面直角坐标系xOy中 边长为5的正方形ABCD的对角线AC BD相交于点P 顶点A在x轴正半轴上运动 顶点B在y轴正半轴上运动(x轴的正半轴 y轴的正半轴都不包含

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