解決等腰三角形存在性問題時(shí),同學(xué)們要抓住圖形固有的幾何特點(diǎn),結(jié)合實(shí)際情況,運(yùn)用分類討論思想(討論兩腰的歸屬),進(jìn)行分析處理. 對(duì)下面這道以平面直角坐標(biāo)系為依托的等腰三角形存在性問題,同學(xué)們就可以根據(jù)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)運(yùn)用分類討論思想求解.
典例分析
例 如圖1,邊長(zhǎng)為3的正方形ABCO在平面直角坐標(biāo)系內(nèi),AO與y軸的正半軸重合,OC與x軸的正半軸重合,D是射線OB上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接AD,DC,直線DC與y軸交于點(diǎn)E,若△AED為等腰三角形,直接寫出點(diǎn)E的坐標(biāo).
解析:可以討論分別以A,E,D為等腰三角形的頂角頂點(diǎn)的三種情況.
(1)如圖2,當(dāng)A為等腰三角形AED的頂角頂點(diǎn)時(shí),AE = AD,則∠AED = ∠ADE. 由“三角形的外角等于不相鄰的兩個(gè)內(nèi)角之和”可得∠OAD = 2∠AED. 由正方形的性質(zhì)可得AO = CO,∠AOD = ∠COD,可證△AOD ≌ △COD(SAS),所以∠OAD = ∠OCD,則∠OCD = 2∠AED. 在Rt△EOC中,∠OCD + ∠AED = 90°,即3∠AED = 90°,則∠AED = 30°,所以EC = 2OC.
由正方形的邊長(zhǎng)為3,可得EC = 2OC = 2 × 3 = 6.
由勾股定理可得OE = [EC2-OC2=33],則點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,[33]).
(2)當(dāng)A為等腰三角形AED的頂角頂點(diǎn)時(shí),還有一種情況,如圖3,AE = AD,則∠AED = ∠ADE.
根據(jù)第(1)種情況可知,由△AOD ≌ △COD可得∠ADO = ∠CDO,則∠AED = 2∠ODC. 由∠AOB = 45°,∠AOB = ∠OED + ∠ODE,得3∠ODE = 45°,即∠ODE = 15°,所以∠OED = 30°,所以EC = 2OC = 2 × 3 = 6.
由勾股定理可得OE = [EC2-OC2=33],則點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,-[33]).
(3)當(dāng)E為等腰三角形AED的頂角頂點(diǎn)時(shí),如圖4,EA = ED,則∠EAD = ∠EDA.
由“三角形的外角等于不相鄰的兩個(gè)內(nèi)角之和”可得∠OED = 2∠EAD. 根據(jù)第(1)種情況可知,由△COD ≌ △AOD可得∠OCD = ∠OAD,即∠OED = 2∠OCD.
在△EOC中,∠OED + ∠OCD = 90°,即3∠OCD = 90°,則∠OCD = 30°,所以EC = 2OE.
設(shè)OE為x,則EC為2x,由勾股定理可得[OE2+OC2=EC2],即[x2+32=](2x)2,則x = [3],所以點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,[3]).
(4)當(dāng)D為等腰三角形AED的頂角頂點(diǎn)時(shí),DA = DE,不存在這樣的等腰三角形.
綜上所述,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,[33]),(0,-[33]),(0,[3]).
分層作業(yè)
難度系數(shù):★★★★ 解題時(shí)間:15分鐘
1. 如圖5,在△ABC中,AD⊥BC于點(diǎn)D,∠B = 45°,AB = 6[2],點(diǎn)F以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度由點(diǎn)A向點(diǎn)C勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)點(diǎn)C即停止運(yùn)動(dòng),G,H分別是AF,DF的中點(diǎn),連接GH. 設(shè)點(diǎn)F運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒, CD = 8,若△FGH是等腰三角形,直接寫出t的值. (答案見第33頁(yè))
難度系數(shù):★★★★★ 解題時(shí)間:20分鐘
2. 如圖6,直線[y1=kx-2]和直線[y2=-3x+b]相交于點(diǎn)A(2,-1),B,C分別為兩條直線與y軸的交點(diǎn). 在x軸上存在一點(diǎn)P,當(dāng)△ABP是等腰三角形時(shí),請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的坐標(biāo). (答案見第33頁(yè))
(作者單位:遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)初中部)