题目内容

【题目】在菱形ABCD中,∠ABC=60°,点P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边APE,点E的位置随着点P的位置变化而变化.

(1)探索发现

如图1,当点E在菱形ABCD内部时,连接CEBPCE的数量关系是_______CEAD的位置关系是_______.

(2)归纳证明

证明2,当点E在菱形ABCD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.

(3)拓展应用

如图3,当点P在线段BD的延长线上时,连接BE,若AB=5BE=13,请直接写出线段DP的长.

【答案】(1)BP=CECEAD(2)(1)中的结论仍成立.理由见解析; (3)PD=

【解析】

1)由菱形ABCD和∠ABC=60°可证△ABC与△ACD是等边三角形,由等边△APE可得AP=AE,∠PAE=BAC=60°,减去公共角∠PAC得∠BAP=CAE,根据SAS可证得△BAP≌△CAE,故有BP=CE,∠ABP=ACE.由菱形对角线平分一组对角可证∠ABP=30°,故∠ACE=30°CE平分∠ACD,由AC=CD等腰三角形三线合一可得CEAD
2)证明过程同(1).
3)由AB=5即△ABC为等边三角形可求得BD的长.连接CE,由(2)可求∠BCE=90°,故在RtBCE中,由勾股定理可求CE的长.又由(2)可得BP=CE,由DP=BP-BD即求得DP的长.

解:(1) ∵菱形ABCD中,∠ABC=60°
AB=BC=CD=AD,∠ADC=ABC=60°
∴△ABC、△ACD是等边三角形
AB=ACAC=CD,∠BAC=ACD=60°
∵△APE是等边三角形
AP=AE,∠PAE=60°
∴∠BAC-PAC=PAE-PAC
即∠BAP=CAE
在△BAP与△CAE


∴△BAP≌△CAESAS
BP=CE,∠ABP=ACE
BD平分∠ABC
∴∠ACE=ABP=ABC=30°
CE平分∠ACD
CEAD
故答案为:BP=CECEAD

(2)(1)中的结论仍成立,证明如下:

ADCE交于点O

∵四边形ABCD为菱形,且∠ABC=60°

∴△ABC为等边三角形.

AB=AC,∠BAC=60°

∴∠BAP=CAE

又∵ΔAPE为等边三角形

AP=AE

在△BAP与△CAE

∴△BAPΔCAE(SAS)

BP=CE

∴∠ACE=ABP=30°

又∵∠CAD=60°

A0C=90°

ADCE

(3) 连接CE,设ACBD相交于点O


AB=5
BC=AC=AB=5
AO=AC=

BO=
BD=2BO=5
∵∠BCE=BCA+ACE=90°BE=13
CE= =12
由(2)可知,BP=CE=12
DP=BP-BD=12-5

故答案为:(1)BP=CECEAD(2)(1)中的结论仍成立.理由见解析; (3)PD=

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