题目内容
【题目】如图,已知正方形ABCD的边长为1,P是对角线AC上任意一点,E为AD上的点,且∠EPB=90°,PM⊥AD,PN⊥AB.
(1)求证:四边形PMAN是正方形;
(2)求证:EM=BN;
(3)若点P在线段AC上移动,其他不变,设PC=x,AE=y,求y关于x的解析式,并写出自变量x的取值范围.
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【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)y=1-
(0≤x≤
).
【解析】
(1)由四边形ABCD是正方形,易得∠BAD=90°,AC平分∠BAD,又由PM⊥AD,PN⊥AB,即可证得四边形PMAN是正方形;
(2)由四边形PMAN是正方形,易证得△EPM≌△BPN,即可证得:EM=BN;
(3)首先过P作PF⊥BC于F,易得△PCF是等腰直角三角形,继而证得△APM是等腰直角三角形,可得AP=
AM=
(AE+EM),继而求得答案.
(1).∵正方形ABCD,
∴∠NAM=90.
又因为PM⊥AD,PN⊥AB,
∴∠ANP=∠AMP=90,
∴四边形PMAN是矩形(有三个角是直角).
∵P在AC上,
∴PM=PN(角平分线上的点到这条线段两边的距离相等),
∴四边形PMAN是正方形;
(2).∵∠EPB=90,
∴∠BPN+∠APN=90.
∵∠EPM=∠APN=90,
∴∠BPN=∠EPM,
在△BPN与△EPM中
∠BPN=∠EPM,PN=PM,∠BNP=∠EMP,
∴△BPN≌△EPM,
∴BN=EM;
(3)过P作PF⊥BC于F,如图所示:
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∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°,AB=BC=1,∠PCF=45°,
∴AC=
,△PCF是等腰直角三角形,
∴AP=AC-PC=
-x,BN=PF=
,
∴EM=BN=
,
∵∠PAM=45°,∠PMA=90°,
∴△APM是等腰直角三角形,
∴AP=
AM=
(AE+EM),
即
-x=
(y+
),
解得:y=1-
x,
∴x的取值范围为0≤x≤
,
∴y=1-
x(0≤x≤
).