现有正方形 $ABCD$ 和一个以 $O$ 为直角顶点的三角板,移动三角板,使三角板两直角边所在直线分别与直线 $BC,CD$ 交于点 $M,N$.

【难度】
【出处】
无
【标注】
-
如图1,若点 $O$ 与点 $A$ 重合,则 $OM$ 与 $ON$ 的数量关系是标注答案$OM=ON$解析略
-
如图2,若点 $O$ 在正方形的中心(即两对角线交点),则($1$)中的结论是否仍然成立?请说明理由;标注答案$OM=ON$ 仍然成立解析如图2,过 $O$ 作 $OE\perp BC$ 于 $E$,$OF\perp CD$ 于 $F$.
所以 $\angle OEM=\angle OFN=90^{\circ}$.
因为 $O$ 是正方形 $ABCD$ 的中心,
所以 $OE=OF$.
因为 $\angle EOF=90^{\circ}$,
所以 $\angle 2+\angle 3=90^{\circ}$.
所以 $\angle 1+\angle 2=90^{\circ}$,
所以 $\angle 1=\angle 3$.
所以 $\triangle OEM\cong \triangle OFN$.
所以 $OM=ON$. -
如图3,若点 $O$ 在正方形的内部(含边界),当 $OM=ON$ 时,请探究点 $O$ 在移动过程中可形成什么图形?标注答案点 $O$ 在正方形内(含边界)移动所形成的图形是对角线 $AC$解析如图3,过 $O$ 作 $OE\perp BC$ 于 $E$,$OF\perp CD$ 于 $F$,
所以 $\angle OEM=\angle OFN=90^{\circ}$.
因为 $\angle C=90^{\circ}$,
所以 $\angle 2+\angle 3=90^{\circ}$,
因为 $\angle 1+\angle 2=90^{\circ}$,
所以 $\angle 1=\angle 3$.
因为 $OM=ON$,
所以 $\triangle OEM\cong \triangle OFN$.
所以 $OE=OF$.
所以点 $O$ 在 $\angle BCD$ 的平分线上.
若点 $O$ 在 $\angle BCD$ 的平分线上,类似于($2$)的证明可得 $OM=ON$.
所以点 $O$ 在正方形内(含边界)移动所形成的图形是对角线 $AC$. -
如图4,是点 $O$ 在正方形外部的一种情况.当 $OM=ON$ 时,请你就“点 $O$ 的位置在各种情况下(含外部)移动所形成的图形”提出一个正确的结论.(不必说理)标注答案所成图形为直线 $AC$解析略
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
问题3
答案3
解析3
备注3
问题4
答案4
解析4
备注4