如图,在直角坐标平面内,直线y=x-1与x轴交于点A,过点C(0,3)的直线l∥x轴,与直线y=x-1交于点D,点P从原点O出发沿x轴负半轴移动,连接PD,设点P移动的距离为m. (1)求点A和点D的坐标

问题描述:

如图,在直角坐标平面内,直线y=x-1与x轴交于点A,过点C(0,3)的直线l∥x轴,与直线y=x-1交于点D,点P从原点O出发沿x轴负半轴移动,连接PD,设点P移动的距离为m.

(1)求点A和点D的坐标;
(2)求△PAD的面积S关于m的函数解析式;
(3)在x轴正半轴上取一点B,使AB=PA,连接BD,若△PBD为直角三角形,求m的值;
(4)作点O关于直线PD的对称点O′,当点O′落在直线l上时,请写出P点坐标.

(1)直线y=x-1,令y=0,解得x=1,
故A点坐标为(1,0),
因为l∥x轴,且C(0,3),所以D点纵坐标为3,
把y=3代入y=x-1可得x=4,
故D点坐标为(4,3);
(2)由题意可知PA=PO+AO=m+1,
所以S=

1
2
PA•OC=
1
2
(m+1)×3=
3
2
m+
3
2
,其中m>0,
即S关于m的函数解析式为:S=
3
2
m+
3
2
(m>0);
(3)由条件知∠BPD为锐角,故只有点D或点B为直角顶点.
如图1,过D作DE⊥x轴,交x轴于点E,则DE=OC=3,OE=CD=4,
所以AE=OE-OA=4-1=3,

在Rt△ADE中,由勾股定理可求得AD=3
2

当PD⊥BD时,如图2.

因为PA=AB,所以A为PB的中点,
所以PA=AB=AD=3
2

即m+1=3
2
,求得m=3
2
-1;
当PB⊥BD时,如图3.

此时OB=CD=4,所以AB=OB-OA=4-1=3,
因为PA=AB,所以m+1=3,解得m=2,
综上知满足条件的m的值为3
2
-1或2;
(4)如图4,连接OD,O′P,由题意可知PD为线段OO′的垂直平分线,

所以O′D=OD=5,PO′=PO=m,
又CD=4,所以O′C=O′D-CD=5-4=1.
过O′作O′F⊥x轴交x轴于点F,
则O′F=OC=3,OF=O′C=1,所以PF=PO-FO=m-1,
在Rt△PFO′中,由勾股定理可得:(m-1)2+32=m2
解得m=5,所以P点的坐标为(-5,0).