题目内容
【题目】如图,已知△ABC中,AC=BC,∠ACB=120°,P为△ABC内部一点,且满足∠APB=∠BPC=150°.
(1)求证:△PAB∽△PBC;
(2)求证:PA=3PC;
(3)若AB=10,求PA的长.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)PA=
【解析】
(1)根据两角对应相等的两个三角形相似证明即可.
(2)过点C作CD⊥AB于D.首先证明,由△PAB∽△PBC,推出,可得结论.
(3)将线段BP绕点B顺时针旋转60°得到BP′,连接PP′,CP′,则△BPP′为等边三角形,在Rt△BCP′中,,,由(2)中,AB=10,可得BC=,利用勾股定理构建方程,求出PC即可解决问题.
(1)证明:∵△ABC中,AC=BC,∠ACB=120°,
∴∠CAB=∠CBA=(180°﹣120°)=30°,
∴∠1+∠2=30°,
∵∠APB=150°,
∴∠2+∠3=30°,
∴∠3=∠1,
∵∠APB=∠CPB,
∴△PAB∽△PBC.
(2)证明:过点C作CD⊥AB于D.
∵△ABC中,AC=BC,
∴BD=AB,
在Rt△CDB中,∠CBD=30°,
∴,
∴,
∴,
∵△PAB∽△PBC,
∴,
∴PA=PB,PB=PC,
∴PA=PC=3PC.
(3)解:将线段BP绕点B顺时针旋转60°得到BP′,连接PP′,CP′,则△BPP′为等边三角形,
∴∠4=∠7=60°,PP′=PB=BP′=PC,
∴∠5=∠BPC﹣∠4=150°﹣60°=90°,
在Rt△PP′C中,∠5=90°,PP′=PC,
∴tan∠6=,
∴∠6=60°,
∴∠6+∠7=30°+60°=90°,
∴P′C=2PC,
∴在Rt△BCP′中,,,
由(2)中,AB=10,可得BC=,
∴(2PC)2+(PC)2=()2,
∴PC=,
∴PA=.