解题思路:(1)根据已知利用相似三角形的判定得到△AOP∽△BPQ,再根据相似三角形的对应边成比例即可得到OA•BQ=AP•BP;
(2)由第一问可求得BQ的值,从而求得l=3-
4m−
m
2
3
=
1
3
(
m
2
−4m+4)+
5
3
=
1
3
(m−2)
2
+
5
3
,
所以可得到当m=2时,l有最小值[5/3];
(3)因为△POQ是等腰三角形所以PO=PQ,根据等式PA2+AO2=PB2+BQ2可求得m的值,从而就可确定点P的坐标.
(1)证明:∵PO⊥PQ,
∴∠APO+∠BPQ=90°,
在Rt△AOP中,∠APO+∠AOP=90°,
∴∠BPQ=∠AOP,
∴△OAP∽△PBQ,则[AP/OA=
BQ
BP],
即OA•BQ=AP•BP.(3分)
(2)∵OA•BQ=AP•BP,即BQ=
m(4−m)
3,
∴l=3-
4m−m2
3=
1
3(m2−4m+4)+
5
3=
1
3(m−2)2+
5
3
∴当m=2时,l有最小值[5/3].(6分)
(3)解法一:
∵△POQ是等腰三角形
①若P在线段AB上,∠OPQ=90°
∴PO=PQ,又△OAP∽△PBQ,
∴△OAP≌△PBQ
∴PB=AO,即3=4-m,
∴m=1,即P点坐标(1,3);(8分)
②若P在线段AB的延长线上,PQ交CB的延长线于Q,PO=PQ,
又∵△AOP∽△BPQ,
∴△AOP≌△BPQ,
∴AO=PB,即3=m-4,即P点的坐标(7,3);
③当P在线段BA的延长线上时,显然不成立;
故存在P1(1,3),P2(7,3)使△POQ为等腰三角形;(10分)
解法二:
∵△POQ是等腰三角形
∴PO=PQ,
即PA2+AO2=PB2+BQ2(7分)
则m2+32=(4-m)2+(
4m−m2
3)2(8分)
整理得m4-8m3+16m2-72m+63=0
m4-8m3+7m2+9m2-72m+63=0
m2(m2-8m+7)+9(m2-8m+7)=0
(m-1)(m-7)(m2+9)=0
∴m1=1,m2=7,m2=-9(舍去)
故存在P1(1,3),P2(7,3)使△POQ为等腰三角形.(10分)
点评:
本题考点: 二次函数综合题;等腰三角形的性质;矩形的性质;相似三角形的判定与性质.
考点点评: 此题考查学生对等腰三角形的性质,相似三角形的判定,矩形的性质及二次函数等知识点的综合运用.