题目内容
【题目】在菱形
中,
,点
是射线
上一动点,以
为边向右侧作等边
,点
的位置随点
的位置变化而变化.
(1)如图1,当点
在菱形
内部或边上时,连接
,
与
的数量关系是 ,
与
的位置关系是 ;
(2)当点
在菱形
外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,
请说明理由(选择图2,图3中的一种情况予以证明或说理).
(3) 如图4,当点
在线段
的延长线上时,连接
,若
,
,求四边形
的面积.
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【答案】(1)BP=CE; CE⊥AD;(2)成立,理由见解析;(3)
.
【解析】(1)①连接AC,证明△ABP≌△ACE,根据全等三角形的对应边相等即可证得BP=CE;②根据菱形对角线平分对角可得
,再根据△ABP≌△ACE,可得
,继而可推导得出
,即可证得CE⊥AD;
(2)(1)中的结论:BP=CE,CE⊥AD 仍然成立,利用(1)的方法进行证明即可;
(3)连接AC交BD于点O,CE,作EH⊥AP于H,由已知先求得BD=6,再利用勾股定理求出CE的长,AP长,由△APE是等边三角形,求得
,
的长,再根据
,进行计算即可得.
(1)①BP=CE,理由如下:
连接AC,
∵菱形ABCD,∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°,
∵△APE是等边三角形,
∴AP=AE ,∠PAE=60° ,
∴∠BAP=∠CAE,
∴△ABP≌△ACE,∴BP=CE;
②CE⊥AD ,
∵菱形对角线平分对角,
∴
,
∵△ABP≌△ACE,
∴
,
∵
,
∴
,
∴
,
∴
,
∴CF⊥AD ,即CE⊥AD;
(2)(1)中的结论:BP=CE,CE⊥AD 仍然成立,理由如下:
连接AC,
∵菱形ABCD,∠ABC=60°,
∴△ABC和△ACD都是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAD=120° ,
∠BAP=120°+∠DAP,
∵△APE是等边三角形,
∴AP=AE , ∠PAE=60° ,
∴∠CAE=60°+60°+∠DAP=120°+∠DAP,
∴∠BAP=∠CAE,
∴△ABP≌△ACE,∴BP=CE,
,
∴∠DCE=30° ,∵∠ADC=60°,
∴∠DCE+∠ADC=90° , ∴∠CHD=90° ,∴CE⊥AD,
∴(1)中的结论:BP=CE,CE⊥AD 仍然成立;
(3) 连接AC交BD于点O,CE,作EH⊥AP
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∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,BD平分∠ABC ,
∵∠ABC=60°,
,
∴∠ABO=30° ,∴
, BO=DO=3,
∴BD=6,
由(2)知CE⊥AD,
∵AD∥BC,∴CE⊥BC,
∵
,
,
∴
,
由(2)知BP=CE=8,∴DP=2,∴OP=5,
∴
,
∵△APE是等边三角形,∴
,
,
∵
,
∴
,
=![]()
=![]()
=
,
∴四边形ADPE的面积是
.