题目内容

5.如图1,长方形ABCD中,∠A=∠B=∠C=∠D=90°,AB=CD,AD=BC,且$\sqrt{AB-4}$+|BC-6|=0,点P、Q分别是边AD、AB上的动点.
(1)求BD的长;
(2)如图2,在P、Q运动中是否能使△CPQ成为等腰直角三角形?若能,请求出PA的长;若不能,请说明理由;
(3)如图3,在BC上取一点E,使EC=5,那么当△EPC为等腰三角形时,请直接写出PA的长.

分析 (1)由条件可求得AB=4,BC=6,由勾股定理可求出BD的长;
(2)由题可知只能有∠QPC为直角,当PQ=PC时,可证得Rt△PDC≌Rt△QAP,可求得AP的长;
(3)分PC=EC、PC=PE和PE=EC三种情况分别利用等腰三角形的性质和勾股定理求解即可.

解答 解:(1)如图1,连接BD,

∵$\sqrt{AB-4}$+|BC-6|=0,
∴AB=4,BC=6,
则在Rt△ABD中,由勾股定理可求得BD=2$\sqrt{13}$;
(2)能,AP=4,
理由如下:
如图2,由图形可知∠PQC和∠PCQ不可能为直角,所以只有∠QPC=90°,
则∠QPA+∠CPD=∠PCD+∠CPD,
∴∠QPA=∠PCD,
当PQ=PC时,
在Rt△APQ和Rt△DCP中,$\left\{\begin{array}{l}{∠QPA=∠PCD}\\{∠A=∠C}\\{PQ=PC}\end{array}\right.$
∴△APQ≌△DCP(AAS),
∴AP=CD=4,
故在P、Q运动中是否能使△CPQ成为等腰直角三角形,此时AP=4;

(3)当PC=EC=5时,在Rt△PCD中,CD=4,PC=EC=5,
由勾股定理可得,PD=3,
∴AP=AB-PD=3,
当PC=PE=5时,如图3,

过P作PF⊥BC交BC于点F,则FC=EF=PD=$\frac{1}{2}$EC=2.5,
∴AP=AB-PD=6-2.5=3.5,
当PE=EC=5时,
如图4,

过E作EH⊥AD于点H,由可知AH=BE=1,
在Rt△EHD中,EH=AB=4,EP=5,
由勾股定理可得HP=3,
∴AP=AH+PH=1+3=4,
综上可知,当△EPC为等腰三角形时,求出PA的长为3、3.5或4.

点评 此题是四边形综合题,主要考查矩形的性质及全等三角形的判定和性质、等腰三角形的性质的综合应用,在(2)①中判断出只有PQ=PC一种情况、②中分三种情况进行讨论求解是解题的关键.

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