在平面直角坐标系中,点O为原点,点A的坐标为(-6,0).如图1

     在平面直角坐标系中,点O为原点,点A的坐标为(60).如图1,正方形OBCD的顶点Bx轴的负半轴上,C在第二象限.现将正方形OBCD绕点O顺时针旋转角α得到正方形OEFG.

1)如图2,若α=60°,OE=OA,求直线EF的函数表达式.

2)若α为锐角,,当AE取得最小值时,求正方形OEFG的面积.

3)当正方形OEFG的顶点F落在y轴上时,直线AE与直线FG相交于点P,△OEP的其中两边之比能否为?若能,求点P的坐标;若不能,试说明理由.

答案

1)如图1,过点EEHOA于点HEFy轴的交点为M.

OEOAα60°AEO为正三角形

    ∴OH3EH3.  ∴E(3,3).

    ∵AOM90°EOM30°.

RtEOM中,

∵cos∠EOM   OM4.   

M(04).  

  设直线EF的函数表达式为ykx4

     ∵该直线过点E(3,3),   ,解得

     所以,直线EF的函数表达式为.      

2)如图2射线OQOA的夹角为α( α为锐角,).

无论正方形边长为多少,绕点O旋转角α后得到正方

OEFG的顶点E在射线OQ上,

AEOQ时,线段AE的长最小.      

RtAOE中,设AEa,则OE2a

a2(2a)262,解得a1a2=-(舍去),

OE2a, ∴S正方形OEFGOE2=.    

3)设正方形边长为m.

当点F落在y轴正半轴时.

如图3,当PF重合时,△PEO是等腰直角三角形,有.

RtAOP中,APO45°OP=OA=6,

P1的坐标为(0,6).

 

 

 

 

 

 


在图3的基础上,当减小正方形边长时,点P在边FG 上,△OEP的其中两边之比不可能为;当增加正方形边长时,存在(图4)和(图5)两种情况.

如图4EFP是等腰直角三角形,,即此时有APOF.

RtAOE中,AOE45°OE=OA6,

PEOE12PA=PE+AE=18,

P2的坐标为(6,18).

如图5,过PPRx轴于点R,延长PGx轴于点H.PF=n.

RtPOG中,PO2PG2OG2m2(mn) 22m22mnn2

RtPEFPE2PF2EF2m 2n 2,

PO22PE2.  2m22mnn2=2(m 2n 2), n2m.

EOPH∴△AOE∽△AHP,,

AH=4OA=24OH=18,∴.

在等腰RtPR       H中,

OR=RH-OH=18

P3的坐标为(18,36).

当点F落在y轴负半轴时,

如图6PA重合时,在RtPOG中,OPOG

    又∵正方形OGFE中,OG=OE,   OPOE.

P4的坐标为(6,0).

在图6的基础上,当正方形边长减小时,△OEP的其中

两边之比不可能为;当正方形边长增加时,存在(图7)这一种情况.

如图7,过PPRx轴于点R,PG=n.

RtOPG中,PO2=PG2OG2n2m2

RtPEFPE2PF2FE2(m+n ) 2m22m22mnn 2.

PE22PO2.  

∴2m22mnn 22n22m2  ∴n=2m,

由于NG=OG=m,PN=NG=m,

OEPN∴△AOE∽△ANP, ,

AN=OA=6.

在等腰RtONG中, ,

在等腰RtPRN中,

P5的坐标为(18,6).

所以,△OEP的其中两边的比能为P的坐标是:P1(0,6)P2(6,18)

P3(18,36)P4(6,0)P5(18,6).

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