Question

在矩形ABCD中，点E是AD边上一点，连接BE，且∠ABE=30°，BE=DE，连接BD．点P从点E出发沿射线ED运动，过点P作PQ∥BD交直线BE于点Q．
（1）当点P在线段ED上时（如图1），求证：BE=PD+

3

3

PQ；
（2）若BC=6，设PQ长为x，以P、Q、D三点为顶点所构成的三角形面积为y，求y与x的函数关系式（不要求写出自变量x的取值范围）；
（3）在②的条件下，当点P运动到线段ED的中点时，连接QC，过点P作PF⊥QC，垂足为F，PF交对角线BD于点G（如图2），求线段PG的长．

Answer 1

（1）证明：∵∠A=90°∠ABE=30°，
∴∠AEB=60°．
∵EB=ED，
∴∠EBD=∠EDB=30°．
∵PQ∥BD，
∴∠EQP=∠EBD．
∠EPQ=∠EDB．
∴∠EPQ=∠EQP=30°，
∴EQ=EP．
过点E作EM⊥QP垂足为M．则PQ=2PM．
∵∠EPM=30°，∴PM=

3

2

PE，PE=

3

3

PQ．
∵BE=DE=PD+PE，
∴BE=PD+

3

3

PQ．

（2）由题意知AE=

1

2

BE，
∴DE=BE=2AE．
∵AD=BC=6，
∴2AE=DE=BE=4．
当点P在线段ED上时（如图1），
过点Q做QH⊥AD于点H，则QH=

1

2

PQ=

1

2

x．
由（1）得PD=BE-

3

3

x，PD=4-

3

3

x．
∴y=

1

2

PD•QH=-

3

12

x2+x．
当点P在线段ED的延长线上时（如图2），
过点Q作QH′⊥DA交DA延长线于点H′，
∴QH′=

1

2

x．
过点E作EM′⊥PQ于点M′，同理可得EP=EQ=

3

3

PQ，
∴BE=

3

3

PQ-PD，
∴PD=

3

3

x-4，
∴y=

1

2

PD•QH′=

3

12

x2-x．

（3）连接PC交BD于点N（如图3）．
∵点P是线段ED中点，
∴EP=PD=2，PQ=2

3

．
∵DC=AB=AE•tan60°=2

3

，
∴PC=

PD2+DC2

=4．
∴cos∠DPC=

PD

PC

=

1

2

．
∴∠DPC=60°．
∴∠QPC=180°-∠EPQ-∠DPC=90°．
∵PQ∥BD，
∴∠PND=∠QPC=90°．
∴PN=

1

2

PD=1．
QC=

PQ2+PC2

=2

7

．
∵∠PGN=90°-∠FPC，∠PCF=90°-∠FPC，
∴∠PGN=∠PCF．
∵∠PNG=∠QPC=90°，
∴△PNG∽△QPC，
∴

PG

QC

=

PN

PQ

，
∴PG=

1

2 3

×2

7

=

21

3

．