中考初中数学基础巩固复习专题(九)图形的变换与四边形【知识要点】知识点1:图形的变换与镶嵌知识点2:四边形的定义、判定及性质知识点3:矩形、菱形及正方形的判定
知识点4:矩形、菱形及正方形的性质知识点5:梯形的判定及性质【复习点拨】1、掌握平移、旋转、对称的性质,灵活地运用平移、旋转、对称解决生活中的问题。2、掌握平行四边形、矩形、菱形、正方形及梯形的定义、判定、性质,利用这些特殊四边形进行综合计算和证明。【典例解析】
例题1:(山东枣庄)将数字“6”旋转180°,得到数字“9”,将数字“9”旋转180°,得到数字“6”,现将数字“69”旋转180°,得到的数字是( )A.96B.69C.66D.99【考点】R1:生活中的旋转现象.【分析】直接利用中心对称图形的性质结合69的特点得出答案.【解答】解:现将数字“69”旋转180°,得到的数字是:69.故选:B.例题2:(山东枣庄)如图,把正方形纸片ABCD沿对边中点所在的直线对折后展开,折痕为MN,再过点B折叠纸片,使点A落在MN上的点F处,折痕为BE.若AB的长为2,则FM的长为( )A.2B.C.D.1【考点】PB:翻折变换(折叠问题).【分析】根据翻折不变性,AB=FB=2,BM=1,在Rt△BFM中,可利用勾股定理求出FM的值.【解答】解:∵四边形ABCD为正方形,AB=2,过点B折叠纸片,使点A落在MN上的点F处,∴FB=AB=2,BM=1,则在Rt△BMF中,FM=,故选:B.例题3:(山东枣庄)在矩形ABCD中,∠B的角平分线BE与AD交于点E,∠BED的角平分线EF与DC交于点F,若AB=9,DF=2FC,则BC= .(结果保留根号)
【考点】LB:矩形的性质;KI:等腰三角形的判定;S9:相似三角形的判定与性质.【分析】先延长EF和BC,交于点G,再根据条件可以判断三角形ABE为等腰直角三角形,并求得其斜边BE的长,然后根据条件判断三角形BEG为等腰三角形,最后根据△EFD∽△GFC得出CG与DE的倍数关系,并根据BG=BC+CG进行计算即可.【解答】解:延长EF和BC,交于点G∵矩形ABCD中,∠B的角平分线BE与AD交于点E,∴∠ABE=∠AEB=45°,∴AB=AE=9,∴直角三角形ABE中,BE==,又∵∠BED的角平分线EF与DC交于点F,∴∠BEG=∠DEF∵AD∥BC∴∠G=∠DEF∴∠BEG=∠G∴BG=BE=由∠G=∠DEF,∠EFD=∠GFC,可得△EFD∽△GFC∴设CG=x,DE=2x,则AD=9+2x=BC∵BG=BC+CG∴=9+2x+x解得x=∴BC=9+2(﹣3)=故答案为:
例题4:(山东枣庄)如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC三个顶点的坐标分别是A(2,2),B(4,0),C(4,﹣4).(1)请在图中,画出△ABC向左平移6个单位长度后得到的△A1B1C1;(2)以点O为位似中心,将△ABC缩小为原来的,得到△A2B2C2,请在图中y轴右侧,画出△A2B2C2,并求出∠A2C2B2的正弦值.【考点】SD:作图﹣位似变换;Q4:作图﹣平移变换;T7:解直角三角形.【分析】(1)直接利用平移的性质得出对应点位置进而得出答案;(2)利用位似图形的性质得出对应点位置,再利用锐角三角三角函数关系得出答案.【解答】解:(1)如图所示:△A1B1C1,即为所求;(2)如图所示:△A2B2C2,即为所求,由图形可知,∠A2C2B2=∠ACB,过点A作AD⊥BC交BC的延长线于点D,由A(2,2),C(4,﹣4),B(4,0),易得D(4,2),故AD=2,CD=6,AC==2,∴sin∠ACB===,即sin∠A2C2B2=.
例题5:例题6:(甘肃张掖)如图,矩形ABCD中,AB=6,BC=4,过对角线BD中点O的直线分别交AB,CD边于点E,F.(1)求证:四边形BEDF是平行四边形;(2)当四边形BEDF是菱形时,求EF的长.【考点】LB:矩形的性质;L7:平行四边形的判定与性质;L8:菱形的性质.【分析】(1)根据平行四边形ABCD的性质,判定△BOE≌△DOF(ASA),得出四边形BEDF的对角线互相平分,进而得出结论;(2)在Rt△ADE中,由勾股定理得出方程,解方程求出BE,由勾股定理求出BD,得出OB,再由勾股定理求出EO,即可得出EF的长.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,O是BD的中点,∴∠A=90°,AD=BC=4,AB∥DC,OB=OD,∴∠OBE=∠ODF,在△BOE和△DOF中,,∴△BOE≌△DOF(ASA),∴EO=FO,
∴四边形BEDF是平行四边形;(2)解:当四边形BEDF是菱形时,BE⊥EF,设BE=x,则DE=x,AE=6﹣x,在Rt△ADE中,DE2=AD2+AE2,∴x2=42+(6﹣x)2,解得:x=,∵BD==2,∴OB=BD=,∵BD⊥EF,∴EO==,∴EF=2EO=.例题7:(重庆B)如图,正方形ABCD中,AD=4,点E是对角线AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥ED,交AB于点F,连接DF,交AC于点G,将△EFG沿EF翻折,得到△EFM,连接DM,交EF于点N,若点F是AB的中点,则△EMN的周长是 .【分析】如图1,作辅助线,构建全等三角形,根据全等三角形对应边相等证明FQ=BQ=PE=1,△DEF是等腰直角三角形,利用勾理计算DE=EF=,PD==3,如图2,由平行相似证明△DGC∽△FGA,列比例式可得FG和CG的长,从而得EG的长,根据△GHF是等腰直角三角形,得GH和FH的长,利用DE∥GM证明△DEN∽△MNH,则,得EN=,从而计算出△EMN各边的长,相加可得周长.【解答】解:如图1,过E作PQ⊥DC,交DC于P,交AB于Q,连接BE,∵DC∥AB,∴PQ⊥AB,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠ACD=45°,∴△PEC是等腰直角三角形,∴PE=PC,设PC=x,则PE=x,PD=4﹣x,EQ=4﹣x,∴PD=EQ,∵∠DPE=∠EQF=90°,∠PED=∠EFQ,∴△DPE≌△EQF,∴DE=EF,易证明△DEC≌△BEC,∴DE=BE,∴EF=BE,∵EQ⊥FB,∴FQ=BQ=BF,∵AB=4,F是AB的中点,∴BF=2,∴FQ=BQ=PE=1,∴CE=,Rt△DAF中,DF==2,∵DE=EF,DE⊥EF,∴△DEF是等腰直角三角形,∴DE=EF==,∴PD==3,如图2,∵DC∥AB,∴△DGC∽△FGA,∴==2,∴CG=2AG,DG=2FG,
∴FG=×=,∵AC==4,∴CG=×=,∴EG=﹣=,连接GM、GN,交EF于H,∵∠GFE=45°,∴△GHF是等腰直角三角形,∴GH=FH==,∴EH=EF﹣FH=﹣=,由折叠得:GM⊥EF,MH=GH=,∴∠EHM=∠DEF=90°,∴DE∥HM,∴△DEN∽△MNH,∴,∴==3,∴EN=3NH,∵EN+NH═EH=,∴EN=,∴NH=EH﹣EN=﹣=,Rt△GNH中,GN===,由折叠得:MN=GN,EM=EG,∴△EMN的周长=EN+MN+EM=++=;故答案为:.
【点评】本题考查了正方形的性质、翻折变换的性质、三角形全等、相似的性质和判定、勾股定理,三角函数,计算比较复杂,作辅助线,构建全等三角形,计算出PE的长是关键.例题8:(山东枣庄)已知正方形ABCD,P为射线AB上的一点,以BP为边作正方形BPEF,使点F在线段CB的延长线上,连接EA,EC.(1)如图1,若点P在线段AB的延长线上,求证:EA=EC;(2)如图2,若点P在线段AB的中点,连接AC,判断△ACE的形状,并说明理由;(3)如图3,若点P在线段AB上,连接AC,当EP平分∠AEC时,设AB=a,BP=b,求a:b及∠AEC的度数.【考点】LO:四边形综合题.【分析】(1)根据正方形的性质证明△APE≌△CFE,可得结论;(2)分别证明∠PAE=45°和∠BAC=45°,则∠CAE=90°,即△ACE是直角三角形;(3)分别计算PG和BG的长,利用平行线分线段成比例定理列比例式得:,即
,解得:a=b,得出a与b的比,再计算GH和BG的长,根据角平分线的逆定理得:∠HCG=∠BCG,由平行线的内错角得:∠AEC=∠ACB=45°.【解答】证明:(1)∵四边形ABCD和四边形BPEF是正方形,∴AB=BC,BP=BF,∴AP=CF,在△APE和△CFE中,∵,∴△APE≌△CFE,∴EA=EC;(2)△ACE是直角三角形,理由是:如图2,∵P为AB的中点,∴PA=PB,∵PB=PE,∴PA=PE,∴∠PAE=45°,又∵∠BAC=45°,∴∠CAE=90°,即△ACE是直角三角形;(3)设CE交AB于G,∵EP平分∠AEC,EP⊥AG,∴AP=PG=a﹣b,BG=a﹣(2a﹣2b)=2b﹣a,∵PE∥CF,∴,即,解得:a=b,∴a:b=:1,作GH⊥AC于H,∵∠CAB=45°,
∴HG=AG=(2b﹣2b)=(2﹣)b,又∵BG=2b﹣a=(2﹣)b,∴GH=GB,GH⊥AC,GB⊥BC,∴∠HCG=∠BCG,∵PE∥CF,∴∠PEG=∠BCG,∴∠AEC=∠ACB=45°.【达标检测】一、选择题1.(浙江义乌)在探索“尺规三等分角”这个数学名题的过程中,曾利用了如图.该图中,四边形ABCD是矩形,E是BA延长线上一点,F是CE上一点,∠ACF=∠AFC,∠FAE=∠FEA.若∠ACB=21°,则∠ECD的度数是( )A.7°B.21°C.23°D.24°【考点】LB:矩形的性质;JA:平行线的性质.【分析】由矩形的性质得出∠D=90°,AB∥CD,AD∥BC,证出∠FEA=∠ECD,∠DAC=∠ACB=21°,由三角形的外角性质得出∠ACF=2∠FEA,设∠ECD=x,则∠ACF=2x,∠ACD=3x,在Rt△ACD中,由互余两角关系得出方程,解方程即可.【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=90°,AB∥CD,AD∥BC,∴∠FEA=∠ECD,∠DAC=∠ACB=21°,∵∠ACF=∠AFC,∠FAE=∠FEA,∴∠ACF=2∠FEA,设∠ECD=x,则∠ACF=2x,∴∠ACD=3x,在Rt△ACD中,3x+21°=90°,解得:x=23°;故选:C.2.(甘肃张掖)下面四个手机应用图标中,属于中心对称图形的是( )A.B.C.D.【考点】R5:中心对称图形.【分析】根据轴对称图形的概念进行判断即可.【解答】解:A图形不是中心对称图形;B图形是中心对称图形;C图形不是中心对称图形;D图形不是中心对称图形,故选:B.3.4.5.二、填空题:6.7.8.(浙江义乌)如图为某城市部分街道示意图,四边形ABCD为正方形,点G在对角线BD上,GE⊥CD,GF⊥BC,AD=1500m,小敏行走的路线为B→A→G→E,小聪行走的路线为B→A→D→E→F.若小敏行走的路程为3100m,则小聪行走的路程为 4600 m.
【考点】LE:正方形的性质;KD:全等三角形的判定与性质;LD:矩形的判定与性质.【分析】连接CG,由正方形的对称性,易知AG=CG,由正方形的对角线互相平分一组对角,GE⊥DC,易得DE=GE.在矩形GECF中,EF=CG.要计算小聪走的路程,只要得到小聪比小敏多走了多少就行.【解答】解:连接GC,∵四边形ABCD为正方形,所以AD=DC,∠ADB=∠CDB=45°,∵∠CDB=45°,GE⊥DC,∴△DEG是等腰直角三角形,∴DE=GE.在△AGD和△GDC中,∴△AGD≌△GDC∴AG=CG在矩形GECF中,EF=CG,∴EF=AG.∵BA+AD+DE+EF﹣BA﹣AG﹣GE=AD=1500m.∵小敏共走了3100m,∴小聪行走的路程为3100+1500=4600(m)故答案为:4600
9.(浙江衢州)如图,矩形纸片ABCD中,AB=4,BC=6,将△ABC沿AC折叠,使点B落在点E处,CE交AD于点F,则DF的长等于( )A.B.C.D.【考点】PB:翻折变换(折叠问题);LB:矩形的性质.【分析】根据折叠的性质得到AE=AB,∠E=∠B=90°,易证Rt△AEF≌Rt△CDF,即可得到结论EF=DF;易得FC=FA,设FA=x,则FC=x,FD=6﹣x,在Rt△CDF中利用勾股定理得到关于x的方程x2=42+(6﹣x)2,解方程求出x.【解答】解:∵矩形ABCD沿对角线AC对折,使△ABC落在△ACE的位置,∴AE=AB,∠E=∠B=90°,又∵四边形ABCD为矩形,∴AB=CD,∴AE=DC,而∠AFE=∠DFC,∵在△AEF与△CDF中,,∴△AEF≌△CDF(AAS),∴EF=DF;∵四边形ABCD为矩形,∴AD=BC=6,CD=AB=4,∵Rt△AEF≌Rt△CDF,
∴FC=FA,设FA=x,则FC=x,FD=6﹣x,在Rt△CDF中,CF2=CD2+DF2,即x2=42+(6﹣x)2,解得x=,则FD=6﹣x=.故选:B.10.(张家界)如图,在正方形ABCD中,AD=2,把边BC绕点B逆时针旋转30°得到线段BP,连接AP并延长交CD于点E,连接PC,则三角形PCE的面积为 6﹣10 .【考点】R2:旋转的性质;LE:正方形的性质.【分析】根据旋转的想知道的PB=BC=AB,∠PBC=30°,推出△ABP是等边三角形,得到∠BAP=60°,AP=AB=2,解直角三角形得到CE=2﹣2,PE=4﹣2,过P作PF⊥CD于F,于是得到结论.【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABC=90°,∵把边BC绕点B逆时针旋转30°得到线段BP,∴PB=BC=AB,∠PBC=30°,∴∠ABP=60°,∴△ABP是等边三角形,∴∠BAP=60°,AP=AB=2,∵AD=2,∴AE=4,DE=2,
∴CE=2﹣2,PE=4﹣2,过P作PF⊥CD于F,∴PF=PE=2﹣3,∴三角形PCE的面积=CE•PF=×(2﹣2)×(4﹣2)=6﹣10,故答案为:6﹣10.三、解答题11.(湖南岳阳)求证:对角线互相垂直的平行四边形是菱形.小红同学根据题意画出了图形,并写出了已知和求证的一部分,请你补全已知和求证,并写出证明过程.已知:如图,在▱ABCD中,对角线AC,BD交于点O, AC⊥BD .求证: 四边形ABCD是菱形 .【分析】由命题的题设和结论可填出答案,由平行四边形的性质可证得AC为线段BD的垂直平分线,可求得AB=AD,可得四边形ABCD是菱形.【解答】已知:如图,在▱ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AC⊥BD,求证:四边形ABCD是菱形.证明:∵四边形ABCD为平行四边形,∴BO=DO,∵AC⊥BD,∴AC垂直平分BD,
∴AB=AD,∴四边形ABCD为菱形.故答案为:AC⊥BD;四边形ABCD是菱形.【点评】本题主要考查菱形的判定及平行四边形的性质,利用平行四边形的性质证得AB=AD是解题的关键.12.如图,在平行四边形ABCD中,边AB的垂直平分线交AD于点E,交CB的延长线于点F,连接AF,BE.(1)求证:△AGE≌△BGF;(2)试判断四边形AFBE的形状,并说明理由.【考点】L5:平行四边形的性质;KD:全等三角形的判定与性质;KG:线段垂直平分线的性质.【分析】(1)由平行四边形的性质得出AD∥BC,得出∠AEG=∠BFG,由AAS证明△AGE≌△BGF即可;(2)由全等三角形的性质得出AE=BF,由AD∥BC,证出四边形AFBE是平行四边形,再根据EF⊥AB,即可得出结论.【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,∴∠AEG=∠BFG,∵EF垂直平分AB,∴AG=BG,在△AGEH和△BGF中,,∴△AGE≌△BGF(AAS);(2)解:四边形AFBE是菱形,理由如下:∵△AGE≌△BGF,∴AE=BF,
∵AD∥BC,∴四边形AFBE是平行四边形,又∵EF⊥AB,∴四边形AFBE是菱形.13.定义:有一组邻边相等,并且它们的夹角是直角的凸四边形叫做等腰直角四边形.(1)如图1,等腰直角四边形ABCD,AB=BC,∠ABC=90°,①若AB=CD=1,AB∥CD,求对角线BD的长.②若AC⊥BD,求证:AD=CD,(2)如图2,在矩形ABCD中,AB=5,BC=9,点P是对角线BD上一点,且BP=2PD,过点P作直线分别交边AD,BC于点E,F,使四边形ABFE是等腰直角四边形,求AE的长.【考点】LO:四边形综合题.【分析】(1)①只要证明四边形ABCD是正方形即可解决问题;②只要证明△ABD≌△CBD,即可解决问题;(2)若EF⊥BC,则AE≠EF,BF≠EF,推出四边形ABFE表示等腰直角四边形,不符合条件.若EF与BC不垂直,①当AE=AB时,如图2中,此时四边形ABFE是等腰直角四边形,②当BF=AB时,如图3中,此时四边形ABFE是等腰直角四边形,分别求解即可;【解答】解:(1)①∵AB=AC=1,AB∥CD,∴S四边形ABCD是平行四边形,∵AB=BC,∴四边形ABCD是菱形,∵∠ABC=90°,∴四边形ABCD是正方形,∴BD=AC==.(2)如图1中,连接AC、BD.
∵AB=BC,AC⊥BD,∴∠ABD=∠CBD,∵BD=BD,∴△ABD≌△CBD,∴AD=CD.(2)若EF⊥BC,则AE≠EF,BF≠EF,∴四边形ABFE表示等腰直角四边形,不符合条件.若EF与BC不垂直,①当AE=AB时,如图2中,此时四边形ABFE是等腰直角四边形,∴AE=AB=5.②当BF=AB时,如图3中,此时四边形ABFE是等腰直角四边形,∴BF=AB=5,∵DE∥BF,∴DE:BF=PD:PB=1:2,∴DE=2.5,∴AE=9﹣2.5=6.5,综上所述,满足条件的AE的长为5或6.5.14.(浙江衢州)
在直角坐标系中,过原点O及点A(8,0),C(0,6)作矩形OABC、连结OB,点D为OB的中点,点E是线段AB上的动点,连结DE,作DF⊥DE,交OA于点F,连结EF.已知点E从A点出发,以每秒1个单位长度的速度在线段AB上移动,设移动时间为t秒.(1)如图1,当t=3时,求DF的长.(2)如图2,当点E在线段AB上移动的过程中,∠DEF的大小是否发生变化?如果变化,请说明理由;如果不变,请求出tan∠DEF的值.(3)连结AD,当AD将△DEF分成的两部分的面积之比为1:2时,求相应的t的值.【考点】LO:四边形综合题.【分析】(1)当t=3时,点E为AB的中点,由三角形中位线定理得出DE∥OA,DE=OA=4,再由矩形的性质证出DE⊥AB,得出∠OAB=∠DEA=90°,证出四边形DFAE是矩形,得出DF=AE=3即可;(2)作DM⊥OA于M,DN⊥AB于N,证明四边形DMAN是矩形,得出∠MDN=90°,DM∥AB,DN∥OA,由平行线得出比例式,=,由三角形中位线定理得出DM=AB=3,DN=OA=4,证明△DMF∽△DNE,得出=,再由三角函数定义即可得出答案;(3)作作DM⊥OA于M,DN⊥AB于N,若AD将△DEF的面积分成1:2的两部分,设AD交EF于点G,则点G为EF的三等分点;①当点E到达中点之前时,NE=3﹣t,由△DMF∽△DNE得:MF=(3﹣t),求出AF=4+MF=﹣t+,得出G(,t),求出直线AD的解析式为y=﹣x+6,把G(,t)代入即可求出t的值;②当点E越过中点之后,NE=t﹣3,由△DMF∽△DNE得:MF=
(t﹣3),求出AF=4﹣MF=﹣t+,得出G(,t),代入直线AD的解析式y=﹣x+6求出t的值即可.【解答】解:(1)当t=3时,点E为AB的中点,∵A(8,0),C(0,6),∴OA=8,OC=6,∵点D为OB的中点,∴DE∥OA,DE=OA=4,∵四边形OABC是矩形,∴OA⊥AB,∴DE⊥AB,∴∠OAB=∠DEA=90°,又∵DF⊥DE,∴∠EDF=90°,∴四边形DFAE是矩形,∴DF=AE=3;(2)∠DEF的大小不变;理由如下:作DM⊥OA于M,DN⊥AB于N,如图2所示:∵四边形OABC是矩形,∴OA⊥AB,∴四边形DMAN是矩形,∴∠MDN=90°,DM∥AB,DN∥OA,∴,=,∵点D为OB的中点,∴M、N分别是OA、AB的中点,∴DM=AB=3,DN=OA=4,∵∠EDF=90°,∴∠FDM=∠EDN,
又∵∠DMF=∠DNE=90°,∴△DMF∽△DNE,∴=,∵∠EDF=90°,∴tan∠DEF==;(3)作DM⊥OA于M,DN⊥AB于N,若AD将△DEF的面积分成1:2的两部分,设AD交EF于点G,则点G为EF的三等分点;①当点E到达中点之前时,如图3所示,NE=3﹣t,由△DMF∽△DNE得:MF=(3﹣t),∴AF=4+MF=﹣t+,∵点G为EF的三等分点,∴G(,t),设直线AD的解析式为y=kx+b,把A(8,0),D(4,3)代入得:,解得:,∴直线AD的解析式为y=﹣x+6,把G(,t)代入得:t=;②当点E越过中点之后,如图4所示,NE=t﹣3,由△DMF∽△DNE得:MF=(t﹣3),∴AF=4﹣MF=﹣t+,∵点G为EF的三等分点,∴G(,t),代入直线AD的解析式y=﹣x+6得:t=;
综上所述,当AD将△DEF分成的两部分的面积之比为1:2时,t的值为或15.(浙江义乌)如图1,已知▱ABCD,AB∥x轴,AB=6,点A的坐标为(1,﹣4),点D的坐标为(﹣3,4),点B在第四象限,点P是▱ABCD边上的一个动点.(1)若点P在边BC上,PD=CD,求点P的坐标.(2)若点P在边AB,AD上,点P关于坐标轴对称的点Q落在直线y=x﹣1上,求点P的坐标.(3)若点P在边AB,AD,CD上,点G是AD与y轴的交点,如图2,过点P作y轴的平行线PM,过点G作x轴的平行线GM,它们相交于点M,将△PGM沿直线PG翻折,当点M的对应点落在坐标轴上时,求点P的坐标.(直接写出答案)
【考点】FI:一次函数综合题.【分析】(1)由题意点P与点C重合,可得点P坐标为(3,4);(2)分两种情形①当点P在边AD上时,②当点P在边AB上时,分别列出方程即可解决问题;(3)分三种情形①如图1中,当点P在线段CD上时.②如图2中,当点P在AB上时.③如图3中,当点P在线段AD上时.分别求解即可;【解答】解:(1)∵CD=6,∴点P与点C重合,∴点P坐标为(3,4).(2)①当点P在边AD上时,∵直线AD的解析式为y=﹣2x﹣2,设P(a,﹣2a﹣2),且﹣3≤a≤1,若点P关于x轴的对称点Q1(a,2a+2)在直线y=x﹣1上,∴2a+2=a﹣1,解得a=﹣3,此时P(﹣3.4).若点P关于y轴的对称点Q3(﹣a,﹣2a﹣2)在直线y=x﹣1上时,∴﹣2a﹣2=﹣a﹣1,解得a=﹣1,此时P(﹣1,0)②当点P在边AB上时,设P(a,﹣4)且1≤a≤7,若等P关于x轴的对称点Q2(a,4)在直线y=x﹣1上,∴4=a﹣1,解得a=5,此时P(5,﹣4),若点P关于y轴的对称点Q4(﹣a,﹣4)在直线y=x﹣1上,∴﹣4=﹣a﹣1,解得a=3,此时P(3,﹣4),综上所述,点P的坐标为(﹣3,4)或(﹣1,0)或(5,﹣4)或(3,﹣4).
(3)①如图1中,当点P在线段CD上时,设P(m,4).在Rt△PNM′中,∵PM=PM′=6,PN=4,∴NM′==2,在Rt△OGM′中,∵OG2+OM′2=GM′2,∴22+(2+m)2=m2,解得m=﹣,∴P(﹣,4)根据对称性可知,P(,4)也满足条件.②如图2中,当点P在AB上时,易知四边形PMGM′是正方形,边长为2,此时P(2,﹣4).
③如图3中,当点P在线段AD上时,设AD交x轴于R.易证∠M′RG=∠M′GR,推出M′R=M′G=GM,设M′R=M′G=GM=x.∵直线AD的解析式为y=﹣2x﹣2,∴R(﹣1,0),在Rt△OGM′中,有x2=22+(x﹣1)2,解得x=,∴P(﹣,3).点P坐标为(2,﹣4)或(﹣,3)或(﹣,4)或(,4).