Question

【題目】在平面直角坐標(biāo)系中，O是坐標(biāo)原點(diǎn)，矩形OABC的位置如圖所示，點(diǎn)A，C的坐標(biāo)分別為（10，0），（0，8）．點(diǎn)P是y軸正半軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)，將△OAP沿AP翻折得到△O′AP，直線BC與直線O′P交于點(diǎn)E，與直線OA'交于點(diǎn)F．

（1）當(dāng)點(diǎn)P在y軸正半軸，且∠OAP=30°時(shí)，求點(diǎn)O′的坐標(biāo)；

（2）當(dāng)O′落在直線BC上時(shí)，求直線O′A的解析式；

（3）當(dāng)點(diǎn)P在矩形OABC邊OC的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否存在某一時(shí)刻，使得線段CF與線段OP的長(zhǎng)度相等？若存在，請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）點(diǎn)O′的坐標(biāo)為（5，5）．（2）直線O′A的解析式為y=x﹣．（3）當(dāng)點(diǎn)P在矩形OABC邊OC的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在某一時(shí)刻，使得線段CF與線段OP的長(zhǎng)度相等，點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，）或（0，）．

【解析】

試題分析：（1）連接O′O，作O′G⊥OA于點(diǎn)G，根據(jù)AO=AO′，∠O′AO=2∠OPA=60°，即可得出△O′AO是等邊三角形，再結(jié)合點(diǎn)A的坐標(biāo)即可得出點(diǎn)O′的坐標(biāo)；

（2）設(shè)直線O′A的解析式為y=kx+b，根據(jù)勾股定理可得出BO′的長(zhǎng)度，再根據(jù)O′在線段BC上和O′在CB延長(zhǎng)線上分兩種情況考慮，由此即可得出點(diǎn)O′的坐標(biāo)，結(jié)合點(diǎn)AO′的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法即可得出直線O′A的解析式；

（3）假設(shè)存在，設(shè)點(diǎn)P（0，m），根據(jù)點(diǎn)O′在直線BC的上下兩側(cè)來(lái)分類討論．根據(jù)平行線的性質(zhì)找出相等的角從而得出兩三角形相似，再根據(jù)相似三角形的性質(zhì)（或等角的三角函數(shù)值相等）找出邊與邊之間的關(guān)系，由此即可列出關(guān)于m的方程，解方程即可得出結(jié)論．

解：（1）連接O′O，作O′G⊥OA于點(diǎn)G，如圖1所示．

∠O′AO=2∠OPA=60°，AO=AO′，

∴△O′AO是等邊三角形，

∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為（10，0），

∴OA=10，OG=OA=5，O′G=OA=5，

∴點(diǎn)O′的坐標(biāo)為（5，5）．

（2）設(shè)直線O′A的解析式為y=kx+b．

在Rt△ABO′中，AO′=10，AB=8，

∴BO′═6，

①當(dāng)O′在線段BC上時(shí)，CO′=10﹣6=4，

∴點(diǎn)O′的坐標(biāo)為（4，8），

則有，解得：，

∴此時(shí)直線O′A的解析式為y=﹣x+；

②當(dāng)O′在CB延長(zhǎng)線上時(shí)，CO′=10+6=16，

∴點(diǎn)O′的坐標(biāo)為（16，8），

則有，解得：

∴此時(shí)直線O′A的解析式為y=x﹣．

（3）假設(shè)存在，由點(diǎn)O′的位置不同分兩種情況：

①當(dāng)點(diǎn)O′在BC的上方時(shí)，設(shè)點(diǎn)P（0，m），過(guò)點(diǎn)O′作O′G⊥OA于點(diǎn)G，過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥O′G于點(diǎn)Q，如圖2所示．

∵OP=CF，

∴BF=BC﹣CF=10﹣m，

∵點(diǎn)C（0，8），

∴AB=OC=8．

在Rt△ABF中，AB=8，BF=10﹣m，

∴AF==．

∵O′G⊥x軸，AB⊥OA，

∴O′G∥AB，

∴△O′GA∽△ABF，

∴，

∴O′G=，AG=，

∴O′Q=O′G﹣OP=﹣m，PQ=OA﹣AG=10﹣．

∵∠PO′Q+∠O′PQ=90°，∠PO′Q+∠AO′G=90°，

∴∠O′PQ=∠AO′G=∠FAB，

∴，

∴PQ==10﹣，

解得：m1=，m2=10，

經(jīng)檢驗(yàn)m1=是分式方程的解，

此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，）；

②當(dāng)點(diǎn)O′在BC的下方時(shí)，設(shè)AF與y軸的交點(diǎn)為M，如圖3所示．

設(shè)點(diǎn)P（0，m），則CF=OP=m，

BF=10+m，AB=8，OA=10，AF==．

∵BC∥AO，

∴∠AFB=∠MAO，

∴，

∴OM=，

∴PM=OM﹣OP=﹣m，

∵∠MPO′與∠AMO互余，

∴∠MPO′=∠AFB，

∴，即，

解得：m3=，m4=﹣10（舍去），

經(jīng)檢驗(yàn)m3=是分式方程的解，

此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，）．

綜上可知：當(dāng)點(diǎn)P在矩形OABC邊OC的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，存在某一時(shí)刻，使得線段CF與線段OP的長(zhǎng)度相等，點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，）或（0，）．