题目内容
【题目】在菱形中,为直线上的点,为直线上的点,分别连接,,且.
(1)若,点在线段上,点在线段的延长线上,如图①,易证:(不需证明);
(2)如图②,若∠B=120°,点在线段上,点在线段的延长线上,如图③,猜想线段,和之间有怎样的数量关系?请直接写出对图②,图③的猜想,并选择其中一种情况给予证明.
【答案】(1)见解析;(2)②结论:;③结论:,证明见解析
【解析】
(1)连接AC,过P作PE∥CD交AC于E,由四边形ABCD是菱形,∠B=60°,得出△ACD是等边三角形,∠PDQ=120°,由PE∥CD,得出△APE是等边三角形,∠PEC=120°,由AAS证得△PCE≌△PQD,得出PE=DQ,AP=DQ,即可得出结论;
(2)①结论:.如图②中,延长到,使得,连接.只要证明是等边三角形,即可解决问题;
②结论:.如图③中,在上截取,连接.只要证明是等边三角形,即可解决问题;
解:(1)证明:连接AC,过P作PE∥CD交AC于E,如图①所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=CD=AB,∠ADC=∠B=60°,
∴△ACD是等边三角形,∠PDQ=120°,
∴AC=AD,∠DAC=∠ACD=60°,
∵PE∥CD,
∴∠AEP=∠ACD=60°,∠APE=∠ADC=60°,
∴△APE是等边三角形,∠PEC=120°,
∴AE=PE=AP,
∵PC=PQ,
∴∠PCQ=∠Q,
∵∠ACD=∠ECP+∠PCQ,∠ADC=∠DPQ+∠Q,
∴∠ECP=∠DPQ,
在△PCE和△PQD中,
,
∴△PCE≌△PQD(AAS),
∴PE=DQ,
∴AP=DQ,
∴DQ+PD=AP+PD=AD=AB;
(2)②结论:.
理由:如图②中,延长到,使得,连接.
四边形是菱形,,
,都是等边三角形,
,
是等边三角形,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
;
③结论:.
理由:如图③中,在上截取,连接.
,
,,
是等边三角形,
,,
,
,
,
,
,
,
.