如图,在平面直角坐标系中,直线l平行x轴,交y轴于点A,第一象限内的点B在l上,连结OB,动点P满足∠APQ=90°,PQ交x轴于点C.
(1)当动点P与点B重合时,若点B的坐标是(2,1),求PA的长.
(2)当动点P在线段OB的延长线上时,若点A的纵坐标与点B的横坐标相等,求PA:PC的值.
(3)当动点P在直线OB上时,点D是直线OB与直线CA的交点,点E是直线CP与y轴的交点,若∠ACE=∠AEC,PD=2OD,求PA:PC的值.
如图,在平面直角坐标系中,直线l平行x轴,交y轴于点A,第一象限内的点B在l上,连结OB,动点P满足∠APQ=90°,PQ交x轴于点C.
(1)当动点P与点B重合时,若点B的坐标是(2,1),求PA的长.
(2)当动点P在线段OB的延长线上时,若点A的纵坐标与点B的横坐标相等,求PA:PC的值.
(3)当动点P在直线OB上时,点D是直线OB与直线CA的交点,点E是直线CP与y轴的交点,若∠ACE=∠AEC,PD=2OD,求PA:PC的值.
解:(1)∵点P与点B重合,点B的坐标是(2,1),
∴点P的坐标是(2,1).
∴PA的长为2.
(2)过点P作PM⊥x轴,垂足为M,过点P作PN⊥y轴,垂足为N,如图1所示.
∵点A的纵坐标与点B的横坐标相等,
∴OA=AB.
∵∠OAB=90°,
∴∠AOB=∠ABO=45°.
∵∠AOC=90°,
∴∠POC=45°.
∵PM⊥x轴,PN⊥y轴,
∴PM=PN,∠ANP=∠CMP=90°.
∴∠NPM=90°.
∵∠APC=90°.
∴∠APN=90°﹣∠APM=∠CPM.
在△ANP和△CMP中,
∵∠APN=∠CPM,PN=PM,∠ANP=∠CMP,
∴△ANP≌△CMP.
∴PA=PC.
∴PA:PC的值为1:1.
(3)①若点P在线段OB的延长线上,
过点P作PM⊥x轴,垂足为M,过点P作PN⊥y轴,垂足为N,
PM与直线AC的交点为F,如图2所示.
∵∠APN=∠CPM,∠ANP=∠CMP,
∴△ANP∽△CMP.
∴.
∵∠ACE=∠AEC,
∴AC=AE.
∵AP⊥PC,
∴EP=CP.
∵PM∥y轴,
∴AF=CF,OM=CM.
∴FM=OA.
设OA=x,
∵PF∥OA,
∴△PDF∽△ODA.
∴
∵PD=2OD,
∴PF=2OA=2x,FM=x.
∴PM=x.
∵∠APC=90°,AF=CF,
∴AC=2PF=4x.
∵∠AOC=90°,
∴OC=x.
∵∠PNO=∠NOM=∠OMP=90°,
∴四边形PMON是矩形.
∴PN=OM=x.
∴PA:PC=PN:PM=x:
x=
.
②若点P在线段OB的反向延长线上,
过点P作PM⊥x轴,垂足为M,过点P作PN⊥y轴,垂足为N,
PM与直线AC的交点为F,如图3所示.
同理可得:PM=x,CA=2PF=4x,OC=
x.
∴PN=OM=OC=
x.
∴PA:PC=PN:PM=x:
x=
.
综上所述:PA:PC的值为或
.