问题标题:
如图,平面直角坐标系中,点A坐标(2,0),点B是y轴上的一个动点,连接AB,取AB中点M,将线段AM绕着点A顺时针方向旋转90°得到线段AN,连接ON、BN,ON与AB所在直线交于点P,设点B的坐标为
问题描述:
如图,平面直角坐标系中,点A坐标(2,0),点B是y轴上的一个动点,连接AB,取AB中点M,将线段AM绕着点A顺时针方向旋转90°得到线段AN,连接ON、BN,ON与AB所在直线交于点P,设点B的坐标为(0,t)
(1)当t>0时,用t的代数式表示点N的坐标;
(2)设△OBN的面积为S,求S关于t的函数关系式;
(3)是否存在点B,使得△ABN与△ANP相似?若存在,求出符合条件的点B的坐标;若不存在,请说明理由.
梁丽萍回答:
(1)过N作NC⊥x轴于C,
∴∠NCA=∠AOB=90°,
∴∠NAC+∠ANC=90°,
由旋转的性质,可得:∠NAB=90°,AN=AM,
∴∠NAC+∠BAO=90°,
∴∠ANC=∠BAO,
∴△ANC∽△BAO,
∴AB:AN=OA:CN=OB:AC,
∵点A坐标(2,0),点B的坐标为(0,t),
∴OA=2,OB=t,
∵M是AB中点,
∴AM=AN=12AB,
∴2:CN=2:1=t:AC,
∴CN=1,AC=t2,
∴OC=OA+AC=2+t2,
∴N(2+t2,1);
(2)分三种情况:
①当t≥0时,如图1.
S=12OB•OC=12×t×(2+t2)=14t2+t;
②当-4≤t<0时,如图2.
由(1)可得:CN=1,AC=|t2|=-t2,
∴OC=OA-AC=2+t2,
∴S=12×OB×OC=12(-t)(2+t2)=-14t2-t;
③当t<-4时,如图3.
由(1)可得:CN=1,AC=|t2|=-t2,
∴OC=AC-OA=-t2-2,
∴S=12×OB×OC=12(-t)(-t2-2)=14t2+t;
(3)存在点B(0,2),使得△ABN与△ANP相似.理由如下:
如图1,当△ABN∽△ANP时,AB:AN=AN:AP,
∵AN=AM=12AB,
∴AP=12AN=14AB.
过点P作PD⊥OA于D,则PD∥OB,
∴△APD∽△ABO,
∴PD:BO=AD:AO=AP:AB=1:4,
∴PD=14OB=14t,AD=14OA=12.
∵PD∥NC,
∴△OPD∽△ONC,
∴PD:NC=OD:OC,
∴14t:1=t20:(2+t2),
∴14t(2+t2)=t20,
整理,得t2+4t-12=0,
解得t1=2,t2=-6(不合题意舍去).
当t=2时,点B的坐标为(0,2).
故存在点B(0,2),使得△ABN与△ANP相似.
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