Question

【题目】在平面直角坐标系中，已知点A（2，0），点B（0，），点O（0，0）．△AOB绕着O顺时针旋转，得△A'OB'，点A、B旋转后的对应点为A'，B'，记旋转角为α．

（Ⅰ）如图1，A'B'恰好经过点A时，求此时旋转角α的度数，并求出点B'的坐标；

（Ⅱ）如图2，若0°＜α＜90°，设直线AA'和直线BB'交于点P，求证：AA'⊥BB'；

（Ⅲ）若0°＜α＜360°，求（Ⅱ）中的点P纵坐标的最小值（直接写出结果即可）．

Answer 1

【答案】（Ⅰ）α＝60°，B'（3，）；（Ⅱ）见解析；（Ⅲ）点P纵坐标的最小值为﹣2．

【解析】

（Ⅰ）作辅助线,先根据点A（2,0）,点B（0,）,确定∠ABO＝30°,证明△AOA'是等边三角形,得旋转角α＝60°,证明△COB'是30°的直角三角形,可得B'的坐标;

（Ⅱ）依据旋转的性质可得∠BOB'＝∠AOA'＝α,OB＝OB',OA＝OA',即可得出∠OBB'＝∠OA'A＝（180°﹣α）,再根据∠BOA'＝90°+α,四边形OBPA'的内角和为360°,即可得到∠BPA'＝90°,即AA'⊥BB';

（Ⅲ）作AB的中点M（1,）,连接MP,依据点P的轨迹为以点M为圆心,以MP＝AB＝2为半径的圆,即可得到当PM∥y轴时,点P纵坐标的最小值为﹣2.

解：（Ⅰ）如图1，过B'作B'C⊥x轴于C,

∵OA＝2,OB＝2,∠AOB＝90°,

∴∠ABO＝30°,∠BAO＝60°,

由旋转得：OA＝OA',∠A'＝∠BAO＝60°,

∴△OAA'是等边三角形,

∴α＝∠AOA'＝60°,

∵OB＝OB'＝2,∠COB'＝90°﹣60°＝30°,

∴B'C＝OB’＝,

∴OC＝3,

∴B'（3,）,

（Ⅱ）证明：如图2,∵∠BOB'＝∠AOA'＝α,OB＝OB',OA＝OA',

∴∠OBB'＝∠OA'A＝（180°﹣α）,

∵∠BOA'＝90°+α,四边形OBPA'的内角和为360°,

∴∠BPA'＝360°﹣（180°﹣α）﹣（90°+α）＝90°,

即AA'⊥BB';

（Ⅲ）点P纵坐标的最小值为-2．理由是：

如图，作AB的中点M（1,）,连接MP,

∵∠APB＝90°,

∴点P的轨迹为以点M为圆心,以MP＝AB＝2为半径的圆,除去点（2,2）,

∴当PM⊥x轴时,点P纵坐标的最小值为﹣2．