题目内容

【题目】已知菱形ABCD中,∠ABC=60°AB=4,点MBC边上,过点MPMAB交对角线BD于点P,连接PC

1)如图1,当BM=1时,求PC的长;

2)如图2,设AMBD交于点E,当∠PCM=45°时,求证:=

3)如图3,取PC的中点Q,连接MQAQ

①请探究AQMQ之间的数量关系,并写出探究过程;

②△AMQ的面积有最小值吗?如果有,请直接写出这个最小值;如果没有,请说明理由.

【答案】1;(2)见解析;(3)①AQ=MQ,见解析,②有,

【解析】

1)过点PPFBC于点F,首先利用菱形的性质得出∠ABD=CBD=30°AB=BC=CD=AD=4,然后根据平行线的性质得出∠ABD=BPM=CBD=30°,∠PMF =ABC=60°,进而可求出PM,PF,MF的长度,从而FC的长度可求,最后利用勾股定理即可求PC的长度;

2)过点PPGBC于点G,MG=x,由(1)可知:BM=PM=2xGC=PG=x,然后利用BM+MG+GC=BC求出x的值,进而可求出BM的长度,最后利用平行线分线段成比例即可得出结论;

3)①延长MQCD交于点H,连接AH,AC,首先证明△PMQ≌△CHQ,则有PM=CH=BMMQ=HQ,然后利用菱形的性质和等边三角形的性质证明 ABM≌△ACH,则有AM=AH,∠BAM=CAH,则△AMH为等边三角形,则利用等边三角形的性质即可得出AQ,MQ之间的关系;

②根据①中的结论有,当AM取最小值时,MQ有最小值,当时,AM最小,求出此时的AM,MQ的值,最后利用求解即可.

解:(1)如图,过点PPFBC于点F

∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°

∴∠ABD=CBD=30°AB=BC=CD=AD=4

PMAB

∴∠ABD=BPM=CBD=30°,∠PMF =ABC=60°

PM=BM=1

MF=PM=PF=

FC=BC-BM-MF=4-1-=

PC==

2)证明:如图,过点PPGBC于点G

∵∠PCM=45°

∴∠CPG=PCM=45°

PG=GC

MG=x,由(1)可知:BM=PM=2xGC=PG=x

BM+MG+GC=BC得:2x+x+x=4

x=

BM=

∵四边形ABCD是菱形,

BMAD

3)①如图,延长MQCD交于点H,连接AH,AC

PMABCD

∴∠PMQ=CHQ,∠MPQ=HCQ

QPC的中点,

PQ=CQ

∴△PMQ≌△CHQ

PM=CH=BMMQ=HQ

∵四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°

∴△ABC为等边三角形,

AB=AC,∠ABM=ACH=60°

∴△ABM≌△ACH

AM=AH,∠BAM=CAH

∴∠MAH=BAC=60°

∴△AMH为等边三角形,

AQMH,∠MAQ=MAH=30°

AQ=MQ

②∵AQMH,∠MAQ=MAH=30°

∴当AM取最小值时,MQ有最小值.

时,AM最小,此时

MQ的最小值为

此时

∴△AMQ的面积有最小值,最小值为

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