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16.在直角坐标系xOy中,点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(0,4),BC平分∠ABO交x轴于点C(2,0).点P是线段AB上一个动点(点P不与点A,B重合),过点P作AB的垂线分别与x轴交于点D,与y轴交于点E,DF平分∠PDO交y轴于点F.设点D的横坐标为t.
(1)如图1,当0<t<2时,求证:DF∥CB;(友情提示:三角形内角和为180°)
(2)当t<0时,在图2中补全图形,判断直线DF与CB的位置关系,并证明你的结论.

分析 (1)由题意可知∠AOB=90°,∠DOB=90°,在四边形DPBO中,∠DPB+∠PBO+∠BOD+∠PDO=360°,故此∠PBO+∠PDO=180°$∠1+∠3=\frac{1}{2}$(∠PBO+∠PDO)=90°,在△FDO中,∠2+∠3=90°,所以∠1=∠2,由同位角相等两直线平行可知DF∥CB;
(2)延长DF交CB于点Q,在△ABO中,∠AOB=90°,所以∠BAO+∠ABO=90°可证得∠ABO=∠PDA,由角平分线的定义可证得∠1=∠2,在△CBO中,∠1+∠3=90°所以∠2+∠3=90°,所以∠CQD=90°,故此DF⊥CB.

解答 (1)证明:如图1.

∵在平面直角坐标系xOy中,点A在x轴的正半轴上,点B的坐标为(0,4),
∴∠AOB=90°.
∵DP⊥AB于点P,
∴∠DOB=90°.
∵在四边形DPBO中,∠DPB+∠PBO+∠BOD+∠PDO=360°,
∴∠PBO+∠PDO=180°.
∵BC平分∠ABO,DF平分∠PDO,
∴$∠1=\frac{1}{2}∠PBO$,$∠3=\frac{1}{2}∠PDO$.
∴$∠1+∠3=\frac{1}{2}$(∠PBO+∠PDO)=90°.
∵在△FDO中,∠2+∠3=90°,
∴∠1=∠2.
∴DF∥CB.
(2)直线DF与CB的位置关系是:DF⊥CB.
证明:延长DF交CB于点Q,如图2.

∵在△ABO中,∠AOB=90°,
∴∠BAO+∠ABO=90°.
∵在△APD中,∠APD=90°,
∴∠PAD+∠PDA=90°.
∴∠ABO=∠PDA.
∵BC平分∠ABO,DF平分∠PDO,
∴$∠1=\frac{1}{2}∠ABO$,$∠2=\frac{1}{2}∠PDO$.
∴∠1=∠2.
∵在△CBO中,∠1+∠3=90°,
∴∠2+∠3=90°.
∴在△QCD中,∠CQD=90°.
∴DF⊥CB.

点评 本题主要考查的是坐标与图形的变化、平行线的判定,多边形的内角和定义,熟练掌握平行线的判定定理是解题的关键.

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