题目内容
【题目】已知:如图,在矩形ABCD中,AC是对角线,点P为矩形外一点且满足AP=PC,AP⊥PC,PC交AD于点N,连接DP,过点P作PM⊥PD交AD于M.
(1)若AP=5,AB=BC,求矩形ABCD的面积;
(2)若CD=PM,试判断线段AC、AP、PN之间的关系,并证明.
【答案】(1)15;(2)AC=AP+PN,证明详见解析.
【解析】
(1)由等腰直角三角形的性质可得AC=AP=5,由勾股定理可求AB=,BC=3,即可求矩形ABCD的面积;
(2)由矩形的性质可得∠ADC=∠APC=90°,可证点A,点C,点D,点P四点共圆,可得∠PDA=∠PCA=45°,∠PCD=∠PAD,∠DPC=∠DCA,由“ASA”可证△ADE≌△ADC,△PAN≌△PEC,可得AC=AE,PN=PE,即可得结论.
解:(1)∵AP=PC,AP⊥PC,
∴AC=AP=5
∵AB2+BC2=AC2,AB=BC,
∴AB=,BC=3
∴S四边形ABCD=AB×BC=15
(2)AC=AP+PN
如图.延长AP,CD交于点E
∵AP=PC,AP⊥PC,
∴∠APC=90°,∠PAC=∠PCA=45°
∵四边形ABCD是矩形
∴∠ADC=90°,
∴∠ADC=∠APC
∴点A,点C,点D,点P四点共圆
∴∠PDA=∠PCA=45°,∠PCD=∠PAD,∠DPC=∠DCA,
∵PM⊥PD
∴∠PMD=∠PDM=45°
∴PM=PD,且PM=CD
∴PD=CD,
∴∠DPC=∠DCP
∴∠PAD=∠DAC,且AD=AD,∠ADE=∠ADC=90°
∴△ADE≌△ADC(ASA)
∴AC=AE,
∵AP=PC,∠APC=∠EPC=90°,∠PCE=∠PAD
∴△PAN≌△PEC(ASA)
∴PN=PE
∴AC=AE=AP+PE=AP+PN