题目内容
【题目】定义:有且仅有一组对角相等的凸四边形叫做“准平行四边形”.例如:凸四边形
中，若
，则称四边形为准平行四边形.
（1）如图①，
是
上的四个点，
，延长
到
，使
.求证:四边形
是准平行四边形；
（2）如图②，准平行四边形内接于，
，若的半径为
，求
的长；
（3）如图③，在
中，
，若四边形是准平行四边形，且
，请直接写出
长的最大值.
【答案】（1）见解析；（2）
；（3）
【解析】
（1）先根据同弧所对的圆周角相等证明三角形ABC为等边三角形，得到∠ACB=60°，再求出∠APB=60°，根据AQ=AP判定△APQ为等边三角形，∠AQP=∠QAP=60°，故∠ACB=∠AQP，可判断∠QAC＞120°，∠QBC＜120°，故∠QAC≠∠QBC，可证四边形
是准平行四边形；
（2）根据已知条件可判断∠ABC≠∠ADC，则可得∠BAD=∠BCD=90°，连接BD，则BD为直径为10，根据BC=CD得△BCD为等腰直角三角形，则∠BAC=∠BDC=45°，在直角三角形BCD中利用勾股定理或三角函数求出BC的长，过B点作BE⊥AC，分别在直角三角形ABE和△BEC中，利用三角函数和勾股定理求出AE、CE的长，即可求出AC的长.
（3）根据已知条件可得：∠ADC=∠ABC=60°，延长BC 到E点，使BE=BA，可得三角形ABE为等边三角形，∠E=60°，过A、E、C三点作圆o，则AE为直径，点D在点C另一侧的弧AE上（点A、点E除外），连接BO交弧AE于D点，则此时BD的长度最大，根据已知条件求出BO、OD的长度，即可求解.
（1）∵
∴∠ABC=∠BAC=60°
∴△ABC为等边三角形，∠ACB=60°
∵∠APQ=180°-∠APC-∠CPB=60°
又AP=AQ
∴△APQ为等边三角形
∴∠AQP=∠QAP=60°
∴∠ACB=∠AQP
∵∠QAC=∠QAP+∠PAB+∠BAC=120°+∠PAB＞120°
故∠QBC=360°-∠AQP-∠ACB-∠QAC＜120°
∴∠QAC≠∠QBC
∴四边形是准平行四边形
（2）连接BD，过B点作BE⊥AC于E点
∵准平行四边形
内接于
，
∴∠ABC≠∠ADC，∠BAD=∠BCD
∵∠BAD+∠BCD=180°
∴∠BAD=∠BCD=90°
∴BD为的直径
∵的半径为5
∴BD=10
∵BC=CD,∠BCD=90°
∴∠CBD=∠BDC=45°
∴BC=BD
sin∠BDC=10
，∠BAC=∠BDC=45°
∵BE⊥AC
∴∠BEA=∠BEC=90°
∴AE=ABsin∠BAC=6
∵∠ABE=∠BAE=45°
∴BE=AE=
在直角三角形BEC中，EC=
∴AC=AE+EC=
（3）在
中，
∴∠ABC=60°
∵四边形是准平行四边形，且
∴∠ADC=∠ABC=60°
延长BC 到E点，使BE=BA，可得三角形ABE为等边三角形，∠E=60°，过A、E、C三点作圆o，因为∠ACE=90°，则AE为直径，点D在点C另一侧的弧AE上（点A、点E除外），此时，∠ADC=∠AEC=60°，连接BO交弧AE于D点，则此时BD的长度最大.
在等边三角形ABE中，∠ACB=90°，BC=2
∴AE=BE=2BC=4
∴OE=OA=OD=2
∴BO⊥AE
∴BO=BEsin∠E=4
∴BD=BO+0D=2+
即BD长的最大值为2+
