题目内容
【题目】李老师给爱好学习的小兵和小鹏提出这样一个问题:如图1,在△ABC中,AB=AC点P为边BC上的任一点,过点P作PD⊥AB,PE⊥AC,垂足分别为D、E,过点C作CF⊥AB,垂足为F.求证:PD+PE=CF.
小兵的证明思路是:如图2,连接AP,由△ABP与△ACP面积之和等于△ABC的面积可以证得:PD+PE=CF.
小鹏的证明思路是:如图2,过点P作PG⊥CF,垂足为G,先证△GPC≌△ECP,可得:PE=CG,而PD=GF,则PD+PE=CF.
请运用上述中所证明的结论和证明思路完成下列两题:
(1)如图3,将长方形ABCD沿EF折叠,使点D落在点B上,点C落在点C′处,点P为折痕EF上的任一点,过点P作PG⊥BE、PH⊥BC,垂足分别为G、H,若AD=16,CF=6,求PG+PH的值;
(2)如图4,P是边长为6的等边三角形ABC内任一点,且PD⊥AB,PF⊥AC,PE⊥BC,求PD+PE+PF的值.
【答案】(1)C'B=AB=EQ=8;(2)3.
【解析】
(1)将三角形BEF的面积分别用BF(PG+PH)和BFEQ表示,然后求出面积,转化线段之间的关系即可得出答案.
(2)求出三角形ABC的面积,再根据三角形ABC的面积=三个四三角形的面积和进行转化即可得出答案.
解:(1)如图3,过点E作EQ⊥BC于Q,连接BP,
∵四边形ABCD是长方形,
∴AD∥BC,
由折叠可得,∠DEF=∠BEF,
∴∠BFE=∠BEF,
∴BE=BF,
∵PG⊥BE、PH⊥BC,
∴S△BEF=S△BEP+S△BFP=BEPG+BFPH=BF(PG+PH),
∵S△BEF=BFEQ,
∴PG+PH=EQ,
∵四边形ABCD是长方形,
∴AD=BC,∠C=∠ADC=90°.
∵AD=16,CF=6,
∴BF=BC﹣CF=AD﹣CF=10.
DF=BF=10,CF=6,
即根据勾股定理得DC=8
S△BEF=BFEQ=BF·DC=40
即BF(PG+PH)=40
所以PG+PH=8
(2)过A作AM⊥BC,连接PA,PB,PC,如图4所示:
∵△ABC为等边三角形的边长为6,AM⊥BC,
∴M为BC的中点,即BM=CM=3,
在Rt△ABM中,AB=6,BM=3,
根据勾股定理得:AM=3
又∵S△ABC=S△ABP+S△BPC+S△ACP
=PEBC+PFAC+PDAB=AB(PE+PF+PD)=BCAM,
∴(PE+PF+PD)=AM=3.