如图,以点P(﹣1,0)为圆心的圆,交x轴于B、C两点(B在C的左侧),交y轴于A、D两点(A在D的下方),AD=2,将△ABC绕点P旋转180°,得到△MCB.(1)求B、C两点的坐标;(2)请在图中画出线段MB、MC,并判断四边形ACMB的形状(不必证明),求出点M的坐标;(3)动直线l从与BM重合的位置开始绕点B顺时针旋转,到与BC重合时停止,设直线l与CM交点为E,点Q为BE的中点,过点E作EG⊥BC于G,连接MQ、QG.请问在旋转过程中∠MQG的大小是否变化?若不变,求出∠MQG的度数;若变化,请说明理由.
解:(1)连接PA,如图1所示.
∵PO⊥AD,∴AO=DO.
∵AD=2 , ∴OA= .∵点P坐标为(-1,0),
∴OP=1.
∴PA= =2.∴BP=CP=2.
∴B(-3,0),C(1,0).
(2)连接AP,延长AP交⊙P于点M,连接MB、MC.
如图2所示,线段MB、MC即为所求作.
四边形ACMB是矩形.
理由如下:∵△MCB由△ABC绕点P旋转180°所得,
∴四边形ACMB是平行四边形.
∵BC是⊙P的直径,
∴∠CAB=90°.
∴平行四边形ACMB是矩形.
过点M作MH⊥BC,垂足为H,如图2所示.
在△MHP和△AOP中,
∵∠MHP=∠AOP,∠HPM=∠OPA,MP=AP,
∴△MHP≌△AOP.
∴MH=OA= ,PH=PO=1.∴OH=2.
∴点M的坐标为(-2, ). (3)在旋转过程中∠MQG的大小不变.∵四边形ACMB是矩形,
∴∠BMC=90°.
∵EG⊥BO,
∴∠BGE=90°.
∴∠BMC=∠BGE=90°.
∵点Q是BE的中点,
∴QM=QE=QB=QG.
∴点E、M、B、G在以点Q为圆心,QB为半径的圆上,如图3所示.
∴∠MQG=2∠MBG.
∵∠COA=90°,OC=1,OA= , ∴tan∠OCA= = .∴∠OCA=60°.
∴∠MBC=∠BCA=60°.
∴∠MQG=120°.
∴在旋转过程中∠MQG的大小不变,始终等于120°.