将一个直角三角形纸片 $ABO$ 放置在平面直角坐标系中,点 $A(\sqrt 3,0)$,点 $B(0,1)$,点 $O(0,0)$.$P$ 是边 $AB$ 上的一点(点 $P$ 不与点 $A,B$ 重合),沿着 $OP$ 折叠该纸片,得点 $A$ 的对应点 $A'$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何变换
    >
    轴对称
  • 题型
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    几何部分
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    几何变换
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    轴对称
  • 题型
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    几何部分
    >
    几何变换
    >
    轴对称
  1. 如图1,当点 $A'$ 在第一象限,且满足 $A'B\perp OB$ 时,求点 $A'$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何变换
      >
      轴对称
    答案
    $(\sqrt 2,1)$
    解析
    根据题意可得 $OA=\sqrt 3$,$OB=1$.
    由翻折可得 $OA'=OA=\sqrt 3$.
    而 $A'B\perp OB$,所以 $A'B=\sqrt{OA'^2-OB^2}=\sqrt 2$,
    所以点 $A'$ 的坐标为 $(\sqrt 2,1)$.
  2. 如图2,当 $P$ 为 $AB$ 中点时,求 $A'B$ 的长;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何变换
      >
      轴对称
    答案
    $A'B=1$
    解析
    因为点 $P$ 为 $AB$ 中点,
    所以 $OP=\dfrac 12 AB=BP=AP$.
    而 $\tan \angle ABO=\sqrt 3$,所以 $\angle ABO=60^\circ$.
    所以 $\triangle OBP$ 为等边三角形,
    所以 $\angle BPO=60^\circ$,$\angle APO=120^\circ$.
    由翻折可得 $\angle A'PO=\angle APO=120^\circ$,$A'P=AP=BP$,
    所以 $\angle A'PB=60^\circ$,即 $\triangle A'BP$ 也为等边三角形.
    所以 $A'B=PB=OB=1$.
  3. 当 $\angle BPA'=30^\circ$ 时,求点 $P$ 的坐标.
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何变换
      >
      轴对称
    答案
    点 $P$ 的坐标为 $\left(\dfrac{3-\sqrt 3}2,\dfrac{3-\sqrt 3}2\right)$ 或 $\left(\dfrac{2\sqrt 3-3}2,\dfrac{\sqrt 3}2\right)$
    解析
    ① 当点 $A'$ 在 $AB$ 上方时,如图.此时 $\angle APA'=150^\circ$.
    由翻折可得 $\angle APO=\angle A'PO=\dfrac 12(360^\circ-\angle APA')=105^\circ$,
    所以 $\angle AOP=45^\circ$.
    过点 $P$ 作 $PC\perp x$ 轴于点 $C$.
    令 $OC=x$,则 $PC=x$,$AC=\sqrt 3x$,
    所以 $OA=x+\sqrt 3x=\sqrt 3$,解得 $x=\dfrac{3-\sqrt 3}2$.
    所以此时点 $P$ 的坐标为 $\left(\dfrac{3-\sqrt 3}2,\dfrac{3-\sqrt 3}2\right)$;
    ② 当点 $A'$ 在 $AB$ 下方时,如图.此时 $\angle BPA'=\angle BAO=30^\circ$,
    所以 $A'P\parallel OA$.
    过点 $A'$ 作 $A'\perp x$ 轴于点 $D$,则 $\angle A'OD=\angle PA'O$.
    由翻折可得 $OA'=OA=\sqrt 3$,$\angle PA'O=\angle PAO=30^\circ$,
    所以 $A'D=\dfrac 12OA'=\dfrac{\sqrt 3}2$,$OD=\sqrt 3A'D=\dfrac 32$.
    同样由翻折可得 $A'P=AP$,$\angle A'PO=\angle APO$,
    所以 $\angle AOP=\angle A'PO=\angle APO$,
    从而 $AP'=AP=AO=\sqrt 3$.
    所以此时点 $P$ 的坐标为 $\left(\dfrac{2\sqrt 3-3}2,\dfrac{\sqrt 3}2\right)$.
    综上所述,点 $P$ 的坐标为 $\left(\dfrac{3-\sqrt 3}2,\dfrac{3-\sqrt 3}2\right)$ 或 $\left(\dfrac{2\sqrt 3-3}2,\dfrac{\sqrt 3}2\right)$.
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
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