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如图,在平面直角坐标系中,有一条直线l:y=-33x+4与x轴、y轴分别交于点M、N,一个高为3的等边三角形ABC,边BC在x轴上,将此三角形沿着x轴的正方向平移.(1)在

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如图,在平面直角坐标系中,有一条直线l: y=-
3
3
x+4 与x轴、y轴分别交于点M、N,一个高为3的等边三角形ABC,边BC在x轴上,将此三角形沿着x轴的正方向平移.
(1)在平移过程中,得到△A 1 B 1 C 1 ,此时顶点A 1 恰落在直线l上,写出A 1 点的坐标______;
(2)继续向右平移,得到△A 2 B 2 C 2 ,此时它的外心P恰好落在直线l上,求P点的坐标;
(3)在直线l上是否存在这样的点,与(2)中的A 2 、B 2 、C 2 任意两点能同时构成三个等腰三角形?如果存在,求出点的坐标;如果不存在,说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)∵等边三角形ABC的高为3,
∴A 1 点的纵坐标为3,
∵顶点A 1 恰落在直线l上,
∴3= -
3
3
x+4 ,
解得;x=
3

∴A 1 点的坐标是(
3
,3),
故答案为:(
3
,3);

(2)设P(x,y),连接A 2 P并延长交x轴于点H,连接B 2 P,
在等边三角△A 2 B 2 C 2 中,高A 2 H=3,
∴A 2 B 2 =2
3
,HB 2 =
3

∵点P是等边三角形A 2 B 2 C 2 的外心,
∴∠PB 2 H=30°,
∴PH=1,即y=1,
将y=1代入 y=-
3
3
x+4 ,
解得:x=3
3

∴P(3
3
,1);

(3)∵点P是等边三角形A 2 B 2 C 2 的外心,
∴△PA 2 B 2 ,△PB 2 C 2 ,△PA 2 C 2 是等腰三角形,
∴点P满足的条件,由(2)得P(3
3
,1),
由(2)得,C 2 (4
3
,0),点C 2 满足直线 y=-
3
3
x+4 的关系式,
∴点C 2 与点M重合,
∴∠PMB 2 =30°,
设点Q满足的条件,△QA 2 B 2 ,△B 2 QC 2 ,△A 2 QC 2 能构成等腰三角形,
此时QA 2 =QB 2 ,B 2 Q=B 2 C 2 ,A 2 Q=A 2 C 2
作QD⊥x轴与点D,连接QB 2
∵QB 2 =2
3
,∠QB 2 D=2∠PMB 2 =60°,
∴QD=3,
∴Q(
3
,3),
设点S满足的条件,△SA 2 B 2 ,△C 2 B 2 S,△C 2 SA 2 是等腰三角形,
此时SA 2 =SB 2 ,C 2 B 2 =C 2 S,C 2 A 2 =C 2 S,
作SF⊥x轴于点F,
∵SC 2 =2
3
,∠SB 2 C 2 =∠PMB 2 =30°,
∴SF=
3

∴S(4
3
-3,
3
),
设点R满足的条件,△RA 2 B 2 ,△C 2 B 2 R,△C 2 A 2 R能构成等腰三角形,
此时RA 2 =RB 2 ,C 2 B 2 =C 2 R,C 2 A 2 =C 2 R,
作RE⊥x轴于点E,
∵RC 2 =2
3
,∠RC 2 E=∠PMB 2 =30°,
∴ER=
3

∴R(4
3
+3,-
3
).
答:存在四个点,分别是P(3
3
,1),Q(
3
,3),S(4
3
-3,
3
),R.(4
3
+3,-
3
).
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