18. 如图所示,在平面直角坐标系中,直线$y=-\dfrac{3}{4}x+3$交$x$轴于点$A$,交$y$轴于点$B$,点$P$是线段$OA$上的一个动点(不与点$A$重合),过点$P$作$PC⊥ AB$于点$C$。
(1)求点$A$与点$B$的坐标;
(2)连接$BP$,若$BP$平分$∠ ABO$,求此时点$P$的坐标;
(3)在(2)的条件下,若$M$为$x$轴上的一个动点,$△ CPM$为等腰三角形,直接写出点$M$的坐标。

(备用图)
(1)求点$A$与点$B$的坐标;
(2)连接$BP$,若$BP$平分$∠ ABO$,求此时点$P$的坐标;
(3)在(2)的条件下,若$M$为$x$轴上的一个动点,$△ CPM$为等腰三角形,直接写出点$M$的坐标。
(备用图)
答案
18.解:(1)在$y=-\frac{3}{4}x+3$中,令$x=0$,则$y=3$.令$y=0$,则$x=4$.$\therefore A(4,0)$,$B(0,3)$.
(2)$\because A(4,0)$,$B(0,3)$,
$\therefore OA=4$,$OB=3$.$\therefore AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$.
$\because BP$平分$∠ ABO$,$PC⊥ AB$,$∠ BOP=90°$,$\therefore OP=PC$.
$\because S_{△ AOB}=S_{△ POB}+S_{△ ABP}$,$\therefore \frac{1}{2}OB· OA=\frac{1}{2}OB· OP+\frac{1}{2}AB· PC$.
$\therefore \frac{1}{2}×3×4=\frac{3}{2}OP+\frac{5}{2}OP$.$\therefore OP=\frac{3}{2}$.$\therefore P(\frac{3}{2},0)$.
(3)由(2),得$PC=\frac{3}{2}$,$P(\frac{3}{2},0)$,则$AP=\frac{5}{2}$.
当$PC=PM=\frac{3}{2}$时,可得$M(0,0)$或$(3,0)$.
在$\mathrm{Rt}△ APC$中,$AC=\sqrt{AP^2-PC^2}=2$.
当$PC=MC$时,如图所示
$\because S_{△ APC}=\frac{1}{2}AC· PC=\frac{1}{2}AP· CN$,$\therefore CN=\frac{PC· AC}{AP}=\frac{6}{5}$.
在$\mathrm{Rt}△ CPN$中,由勾股定理,得$PN=\sqrt{PC^2-CN^2}=\frac{9}{10}$,
$\therefore MP=\frac{9}{5}$.$\therefore OM=OP+MP=\frac{33}{10}$.$\therefore M(\frac{33}{10},0)$.
当$MP=MC$时,设$M(m,0)$,由前面的过程,可知$C(\frac{12}{5},\frac{6}{5})$,
$\therefore (m-\frac{3}{2})^2=(m-\frac{12}{5})^2+(\frac{6}{5})^2$.$\therefore m=\frac{11}{4}$.$\therefore M(\frac{11}{4},0)$.
综上所述,点M的坐标为$(0,0)$或$(3,0)$或$(\frac{33}{10},0)$或$(\frac{11}{4},0)$.
解析
【分析】
(1) 求直线与坐标轴的交点坐标时,x轴上的点纵坐标为0,y轴上的点横坐标为0,分别代入直线解析式计算即可得到A、B的坐标。
(2) 先根据A、B坐标得到OA、OB的长度,用勾股定理算出AB的长;BP平分∠ABO,根据角平分线的性质,点P到角两边OB、AB的距离相等,即OP=PC;再利用△AOB的面积等于△POB与△ABP的面积之和,代入各边长列方程求解OP的长度,即可得到点P的坐标。
(3) 求解等腰三角形存在性问题需分类讨论三种情况:①PC=PM;②PC=MC;③MP=MC。结合已知的P点坐标,先求出C点相关的长度或坐标,再根据勾股定理或两点间距离的关系列方程求解,注意M在x轴上,纵坐标恒为0,避免漏解。
【解析】
(1) 在$y=-\frac{3}{4}x+3$中,令$x=0$,则$y=3$;令$y=0$,则$x=4$。
$\therefore A(4,0)$,$B(0,3)$。
(2) $\because A(4,0)$,$B(0,3)$,
$\therefore OA=4$,$OB=3$,$\therefore AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$。
$\because BP$平分$∠ ABO$,$PC⊥ AB$,$∠ BOP=90°$,$\therefore OP=PC$。
$\because S_{△ AOB}=S_{△ POB}+S_{△ ABP}$,
$\therefore \frac{1}{2}OB· OA=\frac{1}{2}OB· OP+\frac{1}{2}AB· PC$,
代入得$\frac{1}{2}×3×4=\frac{3}{2}OP+\frac{5}{2}OP$,解得$OP=\frac{3}{2}$,
$\therefore P(\frac{3}{2},0)$。
(3) 由(2)得$PC=\frac{3}{2}$,$P(\frac{3}{2},0)$,则$AP=4-\frac{3}{2}=\frac{5}{2}$。
①当$PC=PM=\frac{3}{2}$时,
若M在P左侧:$OM=\frac{3}{2}-\frac{3}{2}=0$,即$M(0,0)$;
若M在P右侧:$OM=\frac{3}{2}+\frac{3}{2}=3$,即$M(3,0)$。
在$\mathrm{Rt}△ APC$中,$AC=\sqrt{AP^2-PC^2}=2$。
②当$PC=MC$时,如图所示
,过点C作$CN⊥ PM$于点N,则$MP=2PN$。
$\because S_{△ APC}=\frac{1}{2}AC· PC=\frac{1}{2}AP· CN$,
$\therefore CN=\frac{PC· AC}{AP}=\frac{\frac{3}{2}×2}{\frac{5}{2}}=\frac{6}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ CPN$中,由勾股定理得$PN=\sqrt{PC^2-CN^2}=\sqrt{(\frac{3}{2})^2-(\frac{6}{5})^2}=\frac{9}{10}$,
$\therefore MP=2PN=\frac{9}{5}$,
$\therefore OM=OP+MP=\frac{3}{2}+\frac{9}{5}=\frac{33}{10}$,$\therefore M(\frac{33}{10},0)$。
③当$MP=MC$时,设$M(m,0)$,由前面计算可知$C(\frac{12}{5},\frac{6}{5})$,
$\therefore MP^2=(m-\frac{3}{2})^2$,$MC^2=(m-\frac{12}{5})^2+(\frac{6}{5})^2$,
列方程得$(m-\frac{3}{2})^2=(m-\frac{12}{5})^2+(\frac{6}{5})^2$,解得$m=\frac{11}{4}$,
$\therefore M(\frac{11}{4},0)$。
综上所述,点M的坐标为$(0,0)$或$(3,0)$或$(\frac{33}{10},0)$或$(\frac{11}{4},0)$。
【答案】
(1) $A(4,0)$,$B(0,3)$;
(2) $P(\dfrac{3}{2},0)$;
(3) $(0,0)$或$(3,0)$或$(\dfrac{33}{10},0)$或$(\dfrac{11}{4},0)$。
【知识点】
一次函数交点求解;角平分线的性质;等腰三角形分类讨论
【点评】
本题是一次函数与几何的综合题,前两问侧重基础知识点的直接应用,第三问考查分类讨论思想,解题时需注意等腰三角形的腰和底不明确时要分情况讨论,避免漏解,计算过程中可灵活使用面积法、勾股定理简化运算。
【难度系数】
0.5
(1) 求直线与坐标轴的交点坐标时,x轴上的点纵坐标为0,y轴上的点横坐标为0,分别代入直线解析式计算即可得到A、B的坐标。
(2) 先根据A、B坐标得到OA、OB的长度,用勾股定理算出AB的长;BP平分∠ABO,根据角平分线的性质,点P到角两边OB、AB的距离相等,即OP=PC;再利用△AOB的面积等于△POB与△ABP的面积之和,代入各边长列方程求解OP的长度,即可得到点P的坐标。
(3) 求解等腰三角形存在性问题需分类讨论三种情况:①PC=PM;②PC=MC;③MP=MC。结合已知的P点坐标,先求出C点相关的长度或坐标,再根据勾股定理或两点间距离的关系列方程求解,注意M在x轴上,纵坐标恒为0,避免漏解。
【解析】
(1) 在$y=-\frac{3}{4}x+3$中,令$x=0$,则$y=3$;令$y=0$,则$x=4$。
$\therefore A(4,0)$,$B(0,3)$。
(2) $\because A(4,0)$,$B(0,3)$,
$\therefore OA=4$,$OB=3$,$\therefore AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$。
$\because BP$平分$∠ ABO$,$PC⊥ AB$,$∠ BOP=90°$,$\therefore OP=PC$。
$\because S_{△ AOB}=S_{△ POB}+S_{△ ABP}$,
$\therefore \frac{1}{2}OB· OA=\frac{1}{2}OB· OP+\frac{1}{2}AB· PC$,
代入得$\frac{1}{2}×3×4=\frac{3}{2}OP+\frac{5}{2}OP$,解得$OP=\frac{3}{2}$,
$\therefore P(\frac{3}{2},0)$。
(3) 由(2)得$PC=\frac{3}{2}$,$P(\frac{3}{2},0)$,则$AP=4-\frac{3}{2}=\frac{5}{2}$。
①当$PC=PM=\frac{3}{2}$时,
若M在P左侧:$OM=\frac{3}{2}-\frac{3}{2}=0$,即$M(0,0)$;
若M在P右侧:$OM=\frac{3}{2}+\frac{3}{2}=3$,即$M(3,0)$。
在$\mathrm{Rt}△ APC$中,$AC=\sqrt{AP^2-PC^2}=2$。
②当$PC=MC$时,如图所示
$\because S_{△ APC}=\frac{1}{2}AC· PC=\frac{1}{2}AP· CN$,
$\therefore CN=\frac{PC· AC}{AP}=\frac{\frac{3}{2}×2}{\frac{5}{2}}=\frac{6}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ CPN$中,由勾股定理得$PN=\sqrt{PC^2-CN^2}=\sqrt{(\frac{3}{2})^2-(\frac{6}{5})^2}=\frac{9}{10}$,
$\therefore MP=2PN=\frac{9}{5}$,
$\therefore OM=OP+MP=\frac{3}{2}+\frac{9}{5}=\frac{33}{10}$,$\therefore M(\frac{33}{10},0)$。
③当$MP=MC$时,设$M(m,0)$,由前面计算可知$C(\frac{12}{5},\frac{6}{5})$,
$\therefore MP^2=(m-\frac{3}{2})^2$,$MC^2=(m-\frac{12}{5})^2+(\frac{6}{5})^2$,
列方程得$(m-\frac{3}{2})^2=(m-\frac{12}{5})^2+(\frac{6}{5})^2$,解得$m=\frac{11}{4}$,
$\therefore M(\frac{11}{4},0)$。
综上所述,点M的坐标为$(0,0)$或$(3,0)$或$(\frac{33}{10},0)$或$(\frac{11}{4},0)$。
【答案】
(1) $A(4,0)$,$B(0,3)$;
(2) $P(\dfrac{3}{2},0)$;
(3) $(0,0)$或$(3,0)$或$(\dfrac{33}{10},0)$或$(\dfrac{11}{4},0)$。
【知识点】
一次函数交点求解;角平分线的性质;等腰三角形分类讨论
【点评】
本题是一次函数与几何的综合题,前两问侧重基础知识点的直接应用,第三问考查分类讨论思想,解题时需注意等腰三角形的腰和底不明确时要分情况讨论,避免漏解,计算过程中可灵活使用面积法、勾股定理简化运算。
【难度系数】
0.5
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