如图,在平面直角坐标系中,点A(0,6),点B是x轴上的一个动点,连结AB,取AB的中点M,将线段MB绕着点B按顺时针方向旋转90o,得到线段BC.过点B作x轴的垂线交直线AC于点D.设点B坐标是(t,0).
(1)当t=4时,求直线AB的解析式;
(2)当t>0时,用含t的代数式表示点C的坐标及△ABC的面积;
(3)是否存在点B,使△ABD为等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的点B的坐标;若不存在,请说明理由.
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如图,在平面直角坐标系中,点A(0,6),点B是x轴上的一个动点,连结AB,取AB的中点M,将线段MB绕着点B按顺时针方向旋转90o,得到线段BC.过点B作x轴的垂线交直线AC于点D.设点B坐标是(t,0).
(1)当t=4时,求直线AB的解析式;
(2)当t>0时,用含t的代数式表示点C的坐标及△ABC的面积;
(3)是否存在点B,使△ABD为等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的点B的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:(1)当t=4时,B(4,0)
设直线AB的解析式为y= kx+b .
把 A(0,6),B(4,0) 代入得:
, 解得:
,
∴直线AB的解析式为:y=-x+6.
(2) 过点C作CE⊥x轴于点E
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由∠AOB=∠CEB=90°,∠ABO=∠BCE,得△AOB∽△BEC.
∴,
∴BE= AO=3,CE=
OB=
,
∴点C的坐标为(t+3,).
方法一:
S梯形AOEC= OE・(AO+EC)=
(t+3)(6+
)=
t2+
t+9,
S△ AOB= AO・OB=
×6・t=3t,
S△ BEC= BE・CE=
×3×
=
t,
∴S△ ABC= S梯形AOEC- S△ AOB-S△ BEC
= t2+
t+9-3t-
t
=
t2+9.
方法二:
∵AB⊥BC,AB=2BC,∴S△ ABC= AB・BC= BC2.
在Rt△ABC中,BC2= CE2+ BE2 = t2+9,
即S△ ABC= t2+9.
(3)存在,理由如下:
①当t≥0时.
Ⅰ.若AD=BD.
又∵BD∥y轴
∴∠OAB=∠ABD,∠BAD=∠ABD,
∴∠OAB=∠BAD.
又∵∠AOB=∠ABC,
∴△ABO∽△ACB,
∴,
∴=
,
∴t=3,即B(3,0).
Ⅱ.若AB=AD.
延长AB与CE交于点G,
又∵BD∥CG
∴AG=AC
过点A画AH⊥CG于H.
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∴CH=HG=CG
由△AOB∽△GEB,
得=
,
∴GE= .
又∵HE=AO=6,CE=
∴+6=
×(
+
)
∴t2-24t-36=0
解得:t=12±6. 因为 t≥0,
所以t=12+6,即B(12+6
,0).
Ⅲ.由已知条件可知,当0≤t<12时,∠ADB为钝角,故BD ≠ AB.
当t≥12时,BD≤CE<BC<AB.
∴当t≥0时,不存在BD=AB的情况.
②当-3≤t<0时,如图,∠DAB是钝角.
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设AD=AB,
过点C分别作CE⊥x轴,CF⊥y轴于点E,点F.
可求得点C的坐标为(t+3,),
∴CF=OE=t+3,AF=6-,
由BD∥y轴,AB=AD得,
∠BAO=∠ABD,∠FAC=∠BDA,∠ABD=∠ADB
∴∠BAO=∠FAC,
又∵∠AOB=∠AFC=90°,
∴△AOB∽△AFC,
∴ ,
∴, ∴t2-24t-36=0
解得:t=12±6.因为-3≤t<0,
所以t=12-6,即B (12-6
,0).
③当t<-3时,如图,
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∠ABD是钝角.设AB=BD,
过点C分别作CE⊥x轴,CF⊥y轴于点E,点F,
可求得点C的坐标为(t+3,),
∴CF= -(t+3),AF=6-,
∵AB=BD,
∴∠D=∠BAD.
又∵BD∥y轴,
∴∠D=∠CAF,
∴∠BAC=∠CAF.
又∵∠ABC=∠AFC=90°,AC=AC,
∴△ABC≌△AFC,
∴AF=AB,CF=BC,
∴AF=2CF,即6- =-2(t+3),
解得:t=-8,即B(-8,0).
综上所述,存在点B使△ABD为等腰三角形,此时点B坐标为:
B1 (3,0),B2 (12+6,0),B3 (12-6
,0),B4(-8,0).