26. (本小题 13 分)在平面直角坐标系$xOy$中,已知$A(a,-2)$,$B(b,4)$,$C(c,0)$,$D(a + 8,6)$,其中$a$,$b$,$c$满足关系式$(a - b)^{2} + |c - a + 3| = 0$。
(1)当$a = 3$时,$△ ABC$的面积等于;
(2)若线段$CD$,$AB$相交于点$E$,求线段$AE$的长;
(3)将线段$BC$先向下平移 1 个单位长度,再向右平移$m(m > 0)$个单位长度得到线段$B'C'$,若线段$B'C'$与线段$AD$有公共点,请直接写出$m$的取值范围。
(1)当$a = 3$时,$△ ABC$的面积等于;
(2)若线段$CD$,$AB$相交于点$E$,求线段$AE$的长;
(3)将线段$BC$先向下平移 1 个单位长度,再向右平移$m(m > 0)$个单位长度得到线段$B'C'$,若线段$B'C'$与线段$AD$有公共点,请直接写出$m$的取值范围。
答案
(1)$9$;(2)$\frac{40}{11}$;(3)$4≤ m≤5$。
解析
(1)
因为$(a - b)^{2} + |c - a + 3| = 0$,一个数的平方非负,绝对值也非负,要使两者之和为$0$,则$\begin{cases}(a - b)^{2}=0\\|c - a + 3| = 0\end{cases}$。
当$a = 3$时,$3 - b = 0$,$c - 3+ 3 = 0$,解得$b = 3$,$c = 0$。
所以$A(3,-2)$,$B(3,4)$,$C(0,0)$。
$AB$与$x$轴平行,$AB$长为$\vert4 - (-2)\vert= 6$,$C$到$AB$的距离就是$A$(或$B$)横坐标与$C$横坐标差的绝对值$\vert3 - 0\vert = 3$。
根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}×底×高$,$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}×6×3 = 9$。
(2)
由$(a - b)^{2} + |c - a + 3| = 0$可得$b = a$,$c = a - 3$。
所以$A(a,-2)$,$B(a,4)$,$C(a - 3,0)$,$D(a + 8,6)$。
因为$AB$平行于$y$轴,$CD$:设其解析式为$y = kx + b$,把$C(a - 3,0)$,$D(a + 8,6)$代入可得$\begin{cases}k(a - 3)+b = 0\\k(a + 8)+b = 6\end{cases}$,两式相减得$k(a + 8 - a + 3)=6$,$11k = 6$,$k=\frac{6}{11}$,再代入可得$b=\frac{18 - 6a}{11}$,$CD$解析式为$y=\frac{6}{11}x+\frac{18 - 6a}{11}$。
因为$AB$与$CD$相交于$E$,$E$横坐标为$a$,代入$CD$解析式$y=\frac{6}{11}a+\frac{18 - 6a}{11}=\frac{18}{11}$,所以$E(a,\frac{18}{11})$。
$A(a,-2)$,根据两点距离公式$d=\sqrt{(x_2 - x_1)^2+(y_2 - y_1)^2}$,$AE=\vert-2-\frac{18}{11}\vert=\frac{40}{11}$。
(3)
$B(a,4)$,$C(a - 3,0)$向下平移$1$个单位得到$B_1(a,3)$,$C_1(a - 3,-1)$,再向右平移$m$个单位得到$B^{\prime}(a + m,3)$,$C^{\prime}(a - 3 + m,-1)$。
$A(a,-2)$,$D(a + 8,6)$,$AD$解析式:设$y=kx + b$,把$A(a,-2)$,$D(a + 8,6)$代入$\begin{cases}ka + b=-2\\k(a + 8)+b = 6\end{cases}$,两式相减$8k = 8$,$k = 1$,$b=-2 - a$,$AD$解析式为$y=x - a - 2$。
$B^{\prime}$,$C^{\prime}$坐标代入$y=x - a - 2$,当$B^{\prime}$在$AD$上时,$3=a + m - a - 2$,$m = 5$;当$C^{\prime}$在$AD$上时,$-1=a - 3 + m - a - 2$,$m = 4$。
所以$4≤ m≤5$。
因为$(a - b)^{2} + |c - a + 3| = 0$,一个数的平方非负,绝对值也非负,要使两者之和为$0$,则$\begin{cases}(a - b)^{2}=0\\|c - a + 3| = 0\end{cases}$。
当$a = 3$时,$3 - b = 0$,$c - 3+ 3 = 0$,解得$b = 3$,$c = 0$。
所以$A(3,-2)$,$B(3,4)$,$C(0,0)$。
$AB$与$x$轴平行,$AB$长为$\vert4 - (-2)\vert= 6$,$C$到$AB$的距离就是$A$(或$B$)横坐标与$C$横坐标差的绝对值$\vert3 - 0\vert = 3$。
根据三角形面积公式$S=\frac{1}{2}×底×高$,$S_{△ ABC}=\frac{1}{2}×6×3 = 9$。
(2)
由$(a - b)^{2} + |c - a + 3| = 0$可得$b = a$,$c = a - 3$。
所以$A(a,-2)$,$B(a,4)$,$C(a - 3,0)$,$D(a + 8,6)$。
因为$AB$平行于$y$轴,$CD$:设其解析式为$y = kx + b$,把$C(a - 3,0)$,$D(a + 8,6)$代入可得$\begin{cases}k(a - 3)+b = 0\\k(a + 8)+b = 6\end{cases}$,两式相减得$k(a + 8 - a + 3)=6$,$11k = 6$,$k=\frac{6}{11}$,再代入可得$b=\frac{18 - 6a}{11}$,$CD$解析式为$y=\frac{6}{11}x+\frac{18 - 6a}{11}$。
因为$AB$与$CD$相交于$E$,$E$横坐标为$a$,代入$CD$解析式$y=\frac{6}{11}a+\frac{18 - 6a}{11}=\frac{18}{11}$,所以$E(a,\frac{18}{11})$。
$A(a,-2)$,根据两点距离公式$d=\sqrt{(x_2 - x_1)^2+(y_2 - y_1)^2}$,$AE=\vert-2-\frac{18}{11}\vert=\frac{40}{11}$。
(3)
$B(a,4)$,$C(a - 3,0)$向下平移$1$个单位得到$B_1(a,3)$,$C_1(a - 3,-1)$,再向右平移$m$个单位得到$B^{\prime}(a + m,3)$,$C^{\prime}(a - 3 + m,-1)$。
$A(a,-2)$,$D(a + 8,6)$,$AD$解析式:设$y=kx + b$,把$A(a,-2)$,$D(a + 8,6)$代入$\begin{cases}ka + b=-2\\k(a + 8)+b = 6\end{cases}$,两式相减$8k = 8$,$k = 1$,$b=-2 - a$,$AD$解析式为$y=x - a - 2$。
$B^{\prime}$,$C^{\prime}$坐标代入$y=x - a - 2$,当$B^{\prime}$在$AD$上时,$3=a + m - a - 2$,$m = 5$;当$C^{\prime}$在$AD$上时,$-1=a - 3 + m - a - 2$,$m = 4$。
所以$4≤ m≤5$。
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