Question

如圖，邊長為6的正方OABC的頂點(diǎn)O在坐標(biāo)原點(diǎn)處，點(diǎn)A、C分別在x軸、y軸的正半軸上，點(diǎn)E是OA邊上的點(diǎn)（不與點(diǎn)A重合），EF⊥CE，且與正方形外角平分線AC交于點(diǎn)P．
（1）當(dāng)點(diǎn)E坐標(biāo)為（3，0）時(shí)，證明CE=EP；
（2）如果將上述條件“點(diǎn)E坐標(biāo)為（3，0）”改為“點(diǎn)E坐標(biāo)為（t，0）”，結(jié)論CE=EP是否仍然成立，請說明理由；
（3）在y軸上是否存在點(diǎn)M，使得四邊形BMEP是平行四邊形？若存在，用t表示點(diǎn)M的坐標(biāo)；若不存在，說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）方法一：在OC上截取OH=OE，可得△OEH是等腰直角三角形，然后求出∠CHE=135°，且CH=EA，再根據(jù)AG是正方形外角平分線可以求出∠EAP=135°，從而得到∠CHE=∠EAP，再根據(jù)EF⊥CE推出∠ECO=∠PED，然后利用“角邊角”證明△CHE和△EAP全等，根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊相等即可得證；
方法二：過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D，根據(jù)AG是正方形外角平分線可得△ADP是等腰直角三角形，設(shè)PD=x，用x表示出ED，再根據(jù)EF⊥CE推出∠ECO=∠PED，從而得到△CEO和△EPD相似，根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列式求出x的值，即可得證；
（2）方法一：與（1）求法相同；
方法二：與（1）同理求出PD的長度，即可得解；
（3）設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為（0，y），根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)利用勾股定理分別表示出BM、ME、PE、PB的平方，再根據(jù)平行四邊形的對邊相等利用一組對邊列出方程求解，用t表示出y，然后代入另一組進(jìn)行驗(yàn)證，相等則能使四邊形BMEP是平行四邊形，否則不能使四邊形BMEP是平行四邊形．
解答：（1）證明：方法一：如圖1①，在OC上截取OH=OE，則△OEH是等腰直角三角形，
∠CHE=180°-45°=135°，
∵CH=OC-OH=6-3=3，EA=OA-OE=6-3=3，
∴CH=EA，
∵AG是正方形外角平分線，
∴∠EAP=90°+45°=135°，
∴∠CHE=∠EAP=135°，
∵EF⊥CE，
∴∠CEO+∠PED=180°-90°=90°，
又∵∠ECO+∠CEO=90°，
∴∠ECO=∠PED，
在△CHE和△EAP中，，
∴△CHE≌△EAP（ASA），
∴CE=EP；
方法二：如圖1②，過點(diǎn)P作PD⊥x軸于點(diǎn)D，
∵AG是正方形外角平分線，
∴△ADP是等腰直角三角形，
設(shè)PD=x，則AD=x，
∵點(diǎn)E坐標(biāo)為（3，0），正方形的邊長為6，
∴AE=6-3=3，
∴ED=3+x，
∵EF⊥CE，
∴∠CEO+∠PED=180°-90°=90°，
又∵∠ECO+∠CEO=90°，
∴∠ECO=∠PED，
又∠COE=∠PDE=90°，
∴△CEO∽△EPD，
∴=，
即=，
解得x=3，
∴PD=OE=3，ED=OC=6，
故，根據(jù)勾股定理可得CE=EP；

（2）解：CE=EP仍然成立．
理由如下：
方法一：同（1）可求∠CHE=∠EAP=135°，∠ECO=∠PED，
又∵CH=OC-OH=6-t，EA=OA-OE=6-t，
∴CH=EA，
在△CHE和△EAP中，，
∴△CHE≌△EAP（ASA），
∴CE=EP；
方法二：當(dāng)點(diǎn)E的坐標(biāo)為（t，0）時(shí)，與（1）同理，
=，
整理得，t²-tx+6x-6t=0，
即（t-x）（t-6）=0，
∵點(diǎn)E是OA邊上的點(diǎn)（不與點(diǎn)A重合），
∴t≠6，
∴t-x=0，
解得x=t，
∴PD=OE=t，ED=6-t+t=6=OC，
根據(jù)勾股定理可得CE=EP；

（3）解：如圖2，∵點(diǎn)E（t，0），
∴PE²=CE²=CO²+OE²=36+t²，
PB²=t²+（6-t）²，
設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為（0，y），
則ME²=t²+y²，BM²=6²+（6-y）²，
∵四邊形BMEP是平行四邊形，
∴PE²=BM²，
即36+t²=6²+（6-y）²，
解得y₁=6-t，y₂=6+t，
當(dāng)y₁=6-t時(shí)，ME²=t²+y²=t²+（6-t）²=PB²，
∴ME=PB，
∴當(dāng)點(diǎn)M（0，6-t）時(shí)，四邊形BMEP是平行四邊形，
當(dāng)y₂=6+t時(shí)，ME²=t²+y²=t²+（6+t）²≠PB²，
∴ME≠PB，
∴當(dāng)點(diǎn)M（0，6+t）時(shí)，四邊形BMEP不是平行四邊形，
綜上所述，y軸上存在點(diǎn)M（0，6-t）時(shí)，四邊形BMEP是平行四邊形．
點(diǎn)評：本題綜合考查了一次函數(shù)，正方形的性質(zhì)，相似三角形的判定與性質(zhì)，等腰直角三角形的判定與性質(zhì)，平行四邊形的對邊相等，（3）根據(jù)平行四邊形的對邊相等列出方程有技巧，要掌握．