如图,在平面直角坐标系 $xOy$ 中,$\triangle ABO$ 为等腰直角三角形,$\angle ABO=90^\circ$,点 $A$ 的坐标为 $(4,0)$,点 $B$ 在第一象限.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    等腰三角形的存在性
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    全等三角形的存在性
  1. 若 $C$ 是 $BO$ 的中点,点 $Q$ 在线段 $AB$ 上,设点 $B$ 关于直线 $CQ$ 的对称点为 $B'$,当 $\triangle OCB'$ 为等边三角形时,求 $BQ$ 的长度;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      等腰三角形的存在性
    答案
    $BQ=\sqrt 6$
    解析
    由题意可得 $OA=4$,所以 $OB=AB=2\sqrt 2$.
    如图,由轴对称的性质可得 $CB'=CB=CO$,$\angle B'CO=\angle BCO$.若 $\triangle OCB'$ 为等边三角形,则 $\angle B'CO=60^\circ$,
    所以 $\angle B'CO=\angle BCO=60^\circ$.
    从而在 $\mathrm{Rt}\triangle CBQ$ 中,$BQ=\sqrt 3 BC=\sqrt 6$.
  2. 若点 $D$ 在线段 $BO$ 上,$OD=2DB$,点 $E,F$ 在 $\triangle OAB$ 的边上,且满足 $\triangle DOF$ 与 $\triangle DEF$ 全等,求点 $E$ 的坐标.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      全等三角形的存在性
    答案
    满足条件的点 $E$ 的坐标为 $\left(\dfrac 83,0\right)$,$\left(2+\dfrac{2\sqrt 3}3,2-\dfrac{2\sqrt 3}3\right)$,$\left(\dfrac 83,\dfrac 43\right)$ 或 $(4,0)$
    解析
    由题意可得 $OD=\dfrac 23OB=\dfrac{4\sqrt 2}3$,$BD=\dfrac 13OB=\dfrac{2\sqrt 2}3$.
    ① 当点 $F$ 在 $OA$ 上时,
    i)若 $\triangle DFO\cong \triangle DFE$,点 $E$ 在 $OA$ 上,如图所示.此时 $DF\perp OA$,所以 $OF=\dfrac{\sqrt{2}}2OD=\dfrac 43$.
    所以 $OE=2OF=\dfrac 83$,即点 $E$ 的坐标为 $\left(\dfrac 83,0\right)$;
    ii)若 $\triangle DFO\cong \triangle DFE$,点 $E$ 在 $AB$ 上,如图所示.此时 $ED=OD=2BD$,所以 $\sin \angle BED=\dfrac{BD}{ED}=\dfrac 12$,
    所以 $\angle BED=30^\circ$,
    从而 $BE=\sqrt 3BD=\dfrac{2\sqrt 6}3$,$AE=\dfrac{6\sqrt 2-2\sqrt 6}3$.
    过点 $E$ 作 $EG\perp OA$ 于点 $G$,则 $EG=AG=\dfrac{\sqrt 2}2AE=2-\dfrac{2\sqrt 3}3$,
    所以 $OG=2+\dfrac{2\sqrt 3}3$,即点 $E$ 的坐标为 $\left(2+\dfrac{2\sqrt 3}3,2-\dfrac{2\sqrt 3}3\right)$;
    iii)若 $\triangle DFO\cong \triangle FDE$,点 $E$ 在 $AB$ 上,如图所示.此时 $DE\parallel OA$,所以 $BD=BE$,
    从而 $AE=OD=\dfrac{4\sqrt 2}3$.
    过点 $E$ 作 $EG\perp OA$ 于点 $G$,则 $EG=AG=\dfrac{\sqrt 2}2AE=\dfrac 43$,
    所以 $OG=\dfrac 83$,即点 $E$ 的坐标为 $\left(\dfrac 83,\dfrac 43\right)$;
    ② 当点 $F$ 在 $AB$ 上时,只能有 $\triangle ODF\cong \triangle AFD$,如图所示.此时点 $DF\parallel OA$,且点 $E$ 与点 $A$ 重合,
    即点 $E$ 的坐标为 $(4,0)$.
    综上可得,满足条件的点 $E$ 的坐标为 $\left(\dfrac 83,0\right)$,$\left(2+\dfrac{2\sqrt 3}3,2-\dfrac{2\sqrt 3}3\right)$,$\left(\dfrac 83,\dfrac 43\right)$ 或 $(4,0)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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