题目内容

在一次课题学习活动中,老师提出了如下问题:

点P是正方形ABCD内的一点,过点P画直线l分别交正方形的两边于点M、N,使点P是线段MN的三等分点,这样的直线l能够画几条?经过思考,甲同学给出了如下画法:

如图过点P画PE⊥AB于E,在EB上取点M,使EM=2EA,画直线MP交AD于N,则直线MN就是符合条件的直线l.

根据以上信息,解决下列问题:

(1)

甲同学的画法是否正确?请说明理由.

(2)

在图(1)中,能否再画出符合题目条件的直线?如果能,请直接在图(1)中画出.

(3)

如图(2),分别是正方形ABCD的边AB、CD上的三等分点,且.当点P在线段上时,能否画出符合题目条件的直线?如果能,可以画出几条?

(4)

如图(3),正方形ABCD边界上的都是所在边的三等分点.当点P在正方形ABCD内的不同位置时,试讨论,符合题目条件的直线l条数的情况.

答案:
解析:

(1)

甲同学的画法正确.

因为PE∥AD,所以△MPE∽△MNA,所以,而EM=2EA,所以,因此点P是线段MN的一个三等分点.

(2)

能再画出一条符合题目条件的直线.在EB上取点使,直线即为满足条件的直线,如图所示.

(3)

若点P在线段上,能够画出符合题目条件的直线有无数条,如图答12(2)所示.

(4)

若点P在上时,可以画出无数条符合条件的直线l;

当点P在正方形内部时,不存在这样的直线l,使得点P是线段MN的三等分点;当点P在矩形内部时,过点P可以画出两条符合条件的直线,使得点P是线段MN的三等分点.


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