内容正文:
专题13 平面直角坐标系中的平行四边形
【例题讲解】实验与探究:
(1)在图1,图2,图3中,已知的顶点A,B,D的坐标(如图所示),写出图1,图2,图3中的顶点C的坐标,它们分别是_____________,_____________,_____________;
(2)在图4中,给出的顶点A,B,D的坐标(如图所示),求出顶点C的坐标(点C的坐标用含a,b,c,d,e,f的代数式表示);
(3)通过对图1,图2,图3,图4的观察和顶点C的坐标的探究,你会发现:无论处于平面直角坐标系中哪个位置,当其顶点C的坐标为(如图4)时,四个顶点的横坐标a,c,m,e之间都满足等量关系:_____________,纵坐标b,d,n,f之间都满足等量关系:_____________(不必证明).
(1)解:利用平行四边形的性质:对边平行且相等,得出图1、图2、图3中顶点C的坐标分别是:,
(2)解:分别过点A,B,C,D作x轴的垂线,垂足分别为A1,B1,C1,D1,分别过A,D作AE⊥BB1于E,DF⊥CC1于点F,在平行四边形ABCD中,CD=BA,
又∵BB1CC1,∴∠EBA+∠ABC+∠BCF=∠ABC+∠BCF+∠FCD=180°
∴∠EBA=∠FCD又∵∠BEA=∠CFD=90°,∴△BEA≌△CFD,
∴AE=DF=a-c,BE=CF=d-b,设C(x,y),由e-x=a-c,得x=e+c-a,
由y−f=d-b,得y=f+d-b,∴C(e+c-a,f+d-b);
(3)解:无论平行四边形ABCD处于直角坐标系中哪个位置,当其顶点坐标为A(a,b),B(c,d),C(m,n),D(e,f)时,由(2)得:m=c+e−a,n=d+f−b或m+a=c+e,n+b=d+f.
故答案为:,.
【综合解答】
1.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCO是平行四边形,O为坐标原点,点A的坐标是(,0), 线段BC 交y轴于点D,点D的坐标是(0,8),线段CD=6.动点P从点O出发,沿射线OA的方向以每秒2个单位的速度运动,同时动点Q从点D出发,以每秒1个单位的速度向终点B运动,当点Q运动到点B时,点P随之停止运动,运动时间为t秒.
(1)用t的代数式表示:BQ=_______,AP=_______;
(2)若以A,B,Q,P为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值;
(3)当恰好是等腰三角形时,求t的值.
【答案】(1)
(2)6或
(3)或
【分析】(1)由平行四边形的性质结合题意可得出,,,从而可求出.分类讨论:当P在A点右侧时、当P与A点重合时和当P在A点左侧时,分别求出AP的长即可;
(2)分类讨论:①当P在A点右侧时和②当P在A点左侧时,根据平行四边形的性质即可分别得出关于t的等式,解出t即可;
(3)分类讨论:①当BP=PQ时、②当BQ=PQ时,③当BQ=PB时和④当点P在A点左侧时,分别根据等腰三角形的性质,勾股定理,结合题意列出关于t的等式或判断情况是否存在,再解出t即可.
(1)
∵四边形ABCO是平行四边形,A(,0),
∴.
∵CD=6,
∴,
∴,
∵动点P从点O出发,沿射线OA的方向以每秒2个单位的速度运动,同时动点Q从点D出发,以每秒1个单位的速度向终点B运动,
∴OP=2t,DQ=t,
∴.
当P在A点右侧时,此时,,
当P与A点重合时,此时,,
当P在A点左侧时,此时,;
∴
故答案为:;
(2)
分类讨论:①当P在A点右侧时,如图,
∵四边形ABQP为平行四边形,
∴BQ=AP, 即,
解得t=6;
②当P在A点左侧时,如图,
∵四边形BQAP为平行四边形,
∴BQ=AP,即,
解得.
综上可知,当以A,B,Q,P为顶点的四边形是平行四边形时,t的值为6或;
(3)
当恰好是等腰三角形时,有以下四种情况:
①当BP=PQ时,如图,过点Q作轴于点E,过点P作于点F,
∴,,
∴.
∵BP=PQ,
∴,
∴,
解得;
②当BQ=PQ时,如图,过点Q作轴于点G.
由①可知,
∵,即,
∴,
解得:t=;
③当BQ=PB时,由②同理可得出,
此时方程无解;
④当点P在A点左侧时,不可能是等腰三角形,此情况舍.
综上可知当恰好是等腰三角形,或.
【点睛】本题考查坐标与图形,平行四边形的性质,等腰三角形的定义,勾股定理等知识.利用数形结合的思想是解题关键.
2.如图,在平面直角坐标系中,直线AB分别与x轴的负半轴、y轴的正半轴交于A、B两点,其中OA=2,S△ABC=12,点C在x轴的正半轴上,且OC=OB.
(1)求直线AB的解析式;
(2)将直线AB向下平移6个单位长度得到直线l1,直线l1与y轴交于点E,与直线CB交于点D,过点E作y轴的垂线l2,若点P为y轴上一个动点,Q为直线l2上一个动点,求P