如图,在平面直角坐标系中,正方形的两直角边分别在坐标轴的正半轴上,分别过
,
的中点
,
作
,
的平行线,相交于点
,已知
.
(1)求证:四边形为菱形.
(2)求四边形的面积.
(3)若点在
轴正半轴上(异于点
,点
在
轴上,平面内是否存在点
,使得以点
,
,
,
为顶点的四边形与四边形
相似?若存在,求点
的坐标;若不存在,试说明理由.
如图,在平面直角坐标系中,正方形的两直角边分别在坐标轴的正半轴上,分别过
,
的中点
,
作
,
的平行线,相交于点
,已知
.
(1)求证:四边形为菱形.
(2)求四边形的面积.
(3)若点在
轴正半轴上(异于点
,点
在
轴上,平面内是否存在点
,使得以点
,
,
,
为顶点的四边形与四边形
相似?若存在,求点
的坐标;若不存在,试说明理由.
【解答】(1)证明:如图1中,
,
,
四边形
是平行四边形,
四边形
是正方形,
,
,
,
分别是
,
的中点,
,
,
,
四边形
是菱形.
(2)解:如图1中,连接.
,
,
,
.
(3)解:如图1中,连接,设
交
于
,
,
,
,
,
,
,
,
①当为菱形的一边,点
在
轴的上方,有图2,图3两种情形:
如图2中,设交
于
,过点
作
轴于
,交
于
,设
.
菱形
菱形
,
,
,
,
,
是
的中位线,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
如图3中,过点作
轴于
,过点
作
轴交
于
,延长
交
于
.
同法可证:,
,设
,
,
,
是
的中位线,
,
,
,
,
,
.
②当为菱形的边,点
在
轴的下方时,有图4,图5两种情形:
如图4中,,过点
作
于
,过
点
作
于
.
是
的中位线,
,
同法可得:,
,
,
,设
,则
,
,
,
,
,
点
的坐标为
,
.
如图5中,,过点
作
轴于
交
于
,过点
作
于
.
是
的中位线,
,
,
同法可得:,
,则
,
设,则
,
,
,
,
,
,
.
③如图6中,当为菱形的对角线时,有图6一种情形:
过点作
轴于于点
,交
于
,过点
作
于
.
轴,
,
,
,
同法可得:,
,
,
,
是
的中位线,
,
,
,
综上所述,满足条件的点的坐标为
或
或
,
或
,
或
.