题目内容

【题目】已知ABC是等边三角形,点P在射线AC上(点P与点A、点C不重合),点D在线段BC的延长线上,且APCDPCDPCD关于直线AC对称.

1)如图1,当点P在线段AC上时,

①求证:PBPD

②请求出∠BPD的度数;

2)当点P在射线AC上运动时,请直接回答:

PBPD是否仍然成立?

②∠BPD的度数是否发生变化?

3)将PCD绕点P顺时针旋转,在旋转的过程中,PDPB能否重合?若能重合,请直接写出旋转的角度;若不能重合,请说明理由;

4)若AB4,当点PAC边的中点时,请直接写出PD'的长

【答案】(1)①见解析;②60°;(2)①成立,理由见解析;②∠BPD的度数不发生变化,理由见解析;(3PDPB能重合,旋转的角度为60°;(4PD'2

【解析】

1)①过点PPEBCABE,易证△APE是等边三角形,得APPEBEPC,∠BEP=∠PCD,从而得:△BPE≌△PDC,即可得到结论;②由BPE≌△PDC,得∠PBE=∠DPC,进而得∠PBE=∠D'PC,由∠BPC=∠A+PBE60°+D'PC,即可得到结论;

2)①过点PPEBCAB的延长线于E,易证△APE是等边三角形,得APPEBEPC,∠BEP=∠PCD60°,得△BPE≌△PDCSAS),即可得到结论;②由BPE≌△PDC,得∠PBE=∠DPC,进而得∠PBE=∠D'PC,即可得到结论.

(3)由(1)(2)知,∠BPD'60°PBPDPD',即可得到结论;

(4)由△ABC是等边三角形,点PAC的中点,得AP2BPAC,根据勾股定理得BP的值,进而即可得到答案.

1)①∵△ABC是等边三角形,

ABAC,∠A=∠ABC=∠ACB60°

过点PPEBCABE,如图1

∴∠AEP=∠ABC60°,∠APE=∠ACB60°

∴∠AEP=∠APE=∠A60°

∴△APE是等边三角形,

APPE

ABAEACAP

BEPC

APCD

PECD

∵∠BEP180°﹣∠AEP120°,∠PCD180°﹣∠ACB120°

∴∠BEP=∠PCD

∴△BPE≌△PDCSAS),

PBPD

②由①知,BPE≌△PDC

∴∠PBE=∠DPC

∵△PCDPCD关于直线AC对称,

∴∠DPC=∠D'PC

∴∠PBE=∠D'PC

∵∠BPC=∠A+PBE60°+D'PC

∴∠BPD'=∠BPC﹣∠D'PC60°

2)①PBPD仍然成立,理由如下:

∵△ABC是等边三角形,

ABAC,∠A=∠ABC=∠ACB60°

∴∠DCP60°

过点PPEBCAB的延长线于E,如图2

∴∠AEP=∠ABC60°,∠APE=∠ACB60°

∴∠AEP=∠APE=∠A60°

∴△APE是等边三角形,

APPE

AEABAPAC

BEPC

APCD

PECD

∵∠BEP=∠PCD60°

∴△BPE≌△PDCSAS),

PBPD

②∠BPD的度数不发生变化,理由如下:

由①知,BPE≌△PDC

∴∠PBE=∠DPC

∵△PCDPCD关于直线AC对称,

∴∠DPC=∠D'PC

∴∠PBE=∠D'PC

∴∠BPD'=∠D'PC﹣∠BPC=∠PBE﹣∠BPC

=∠PBE﹣(∠APE﹣∠BPE

=∠PBE﹣(60°﹣∠BPE

=∠PBE+BPE60°

180°﹣∠AEP60°

180°60°60°

60°

3)∵由(1)(2)知,∠BPD'60°PBPDPD'

∴将PCD绕点P顺时针旋转,在旋转的过程中,PDPB能重合,

∴旋转的角度为60°

4)如图3,由(1)知,BPPD,由对称得,PDPD'

BPPD'

∵△ABC是等边三角形,点PAC的中点,

APACAB2BPAC

∴∠APB90°

RtABP中,根据勾股定理得,BP

PD'2

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