题目内容
【题目】已知:如图12①、②、③,在矩形ABCD中,AB=4,BC=8,P是边BC上的一个动点.
(1)如图①,若DE⊥AP,垂足为E,求证:△AED∽△PBA
(2)如图②,在(1)的条件下,将DE沿AP方向平移,使P、E两点重合,且与边CD的交点为M,若MC=3,求BP的长.
(3)如图③,Q是边CD上的一个动点,若=2,且H,N,G分别为AP,PQ,PC的中点,请问:在P、Q两点分别在BC、CD上运动的过程中,四边形HPGN的面积是否发生变化?若变化,请说明理由,若不变化,请求出它的面积.
【答案】(1)见解析;(2)BP的长为2或6;(3)四边形HPGN的面积不会发生变化,它的面积是4
【解析】
(1)根据题意知∠DAE=∠APB,利用DE⊥AP,∠B=90°,即可得到△AED∽△PBA;
(2)根据题意可以证得△APB∽△PMC,设BP=x,则PC=8-x,利用相似的性质=,将对应的线段值代入进去,列出方程即可求解;
(3)根据题意设设CQ=k,则BP=2k,过点H作HF⊥BC于F,可证得△PHF∽△PAB,得出HF=AB=2,PF=PB=k,利用三角形中位线性质可得△PNG∽△PQC,得出PG=4-k,NG=4,从而表示出四边形HPGN的面积即可.
证明:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∠B=90°,
∴∠DAE=∠APB.
又∵DE⊥AP,
∴∠DEA=90°,
∴∠DEA=∠B,
∴△AED∽△PBA.
(2)由题意知MP⊥AP,
∴∠APM=90°,
∴∠APB+∠MPC=90°.
又∵∠APB+∠PAB=90°,
∴∠APB=∠PMC.
∵∠B=∠C=90°,
∴△APB∽△PMC,
∴=.
设BP=x,则PC=8-x,
∴=,
解得x=2或6,
∴BP的长为2或6.
(3)因为=2,设CQ=k,则BP=2k.
如图,过点H作HF⊥BC于F,
又∵AB⊥BC,
∴HF∥AB,
∴△PHF∽△PAB,
∴===,
∴HF=AB=2,PF=PB=k.
∵N、G分别是PQ,PC的中点,
∴NG∥QC,
∴△PNG∽△PQC,
∴===,
∴PG=PC=( BC-BP)=4-k,NG=CQ=k.
∴S四边形HPGN=S梯形HFGN-S△HFP=(k+2)(4-k+k)-×2k=k+4-k=4.
所以,四边形HPGN的面积不会发生变化,它的面积是4.