21. (10 分)在平面直角坐标系中,已知点 $ A(-5,1) $,$ B(a,b) $,且 $ a $ 和 $ b $ 满足 $ (a - 1)^2 + \sqrt{b - 3} = 0 $。
(1)点 $ B $ 的坐标为
(1,3)
;
(2)在 $ x $ 轴上存在一点 $ C $,使得 $ S_{三角形ABO} = \frac{1}{2}S_{三角形ABC} $,求出点 $ C $ 的坐标;
(3)点 $ E(3,-1) $,$ F(1,-4) $,连接 $ AE $,$ BF $ 交于点 $ M $,在线段 $ MF $ 上存在点 $ P $,使 $ S_{三角形AMP} = S_{三角形BME} $,求出点 $ P $ 的坐标。
答案:$21.(1)(1,3)。$$(2)$如图$①,$过点$A$作$AK⊥x$轴于点$K,$过点$B$作$BL⊥x$轴于点$L,$则$AK = 1,$$OK = 5,$$BL = 3,$$OL = 1.$
∴$KL = OK + OL = 6.$
∴$S_{三角形ABO} = S_{梯形AKLB} - S_{三角形AKO} - S_{三角形BOL} = \frac{1}{2}×(1 + 3)×6 - \frac{1}{2}×1×5 - \frac{1}{2}×1×3 = 8.$
∵$S_{三角形ABO} = \frac{1}{2}S_{三角形ABC},$
∴$S_{三角形ABC} = 16.$设$C(c,0),$易知$c > 1$或$c < -5。$情况一:当点$C$在$x$轴正半轴上时,$c > 1,$如图$②,$过点$A$作$AM//y$轴,过点$C$作$CN//y$轴,过点$B$作平行于$x$轴的直线,分别与$AM,$$CN$交于点$M,$$N.$易知四边形$MACN$为梯形,则$S_{梯形MACN} = \frac{(2 + 3)(5 + c)}{2} = \frac{5}{2}c + \frac{25}{2},$$S_{三角形AMB} = \frac{1}{2}×6×2 = 6,$$S_{三角形BNC} = \frac{1}{2}×3×(c - 1) = \frac{3}{2}c - \frac{3}{2}.$
∵$S_{三角形AMB} + S_{三角形BNC} + S_{三角形ABC} = S_{梯形MACN},$
∴$6 + \frac{3}{2}c - \frac{3}{2} + 16 = \frac{5}{2}c + \frac{25}{2},$解得$c = 8.$
∴$C(8,0)。$情况二:当点$C$在$x$轴负半轴上时,$c < -5,$如图$③,$过点$A$作$AM//y$轴,过点$C$作$CN//y$轴,过点$B$作平行于$x$轴的直线,分别与$AM,$$CN$交于点$M,$$N.$易知四边形$MACN$为梯形,则$S_{梯形MACN} = \frac{(2 + 3)(-5 - c)}{2} = -\frac{5}{2}c - \frac{25}{2},$$S_{三角形BNC} = \frac{1}{2}×3×(1 - c) = \frac{3}{2} - \frac{3}{2}c,$$S_{三角形AMB} = \frac{1}{2}×6×2 = 6.$
∵$S_{三角形AMB} + S_{梯形MACN} - S_{三角形ABC} = S_{三角形BNC},$
∴$6 - \frac{5}{2}c - \frac{25}{2} - 16 = \frac{3}{2} - \frac{3}{2}c,$解得$c = -24.$
∴$C(-24,0)。$综上所述,点$C$的坐标为$(8,0)$或$(-24,0)。$$(3)$如图$④,$设$P(1,y).$
∵$S_{三角形AMP} = S_{三角形BME},$
∴$S_{三角形AMP} + S_{三角形ABM} = S_{三角形BME} + S_{三角形ABM},$
∴$S_{三角形ABP} = S_{三角形ABE}.$
∵$S_{三角形ABE} = 8×4 - \frac{1}{2}×2×4 - \frac{1}{2}×8×2 - \frac{1}{2}×2×6 = 14,$
∴$\frac{(3 - y)×6}{2} = 14,$解得$y = -\frac{5}{3},$
∴$P(1,-\frac{5}{3})。$



