Question

如图，在边长为4的正方形ABCD中，点P在AB上从A向B运动，连接DP交AC于点Q．
（1）试证明：无论点P运动到AB上何处时，都有△ADQ≌△ABQ；
（2）当点P在AB上运动到什么位置时，△ADQ的面积是正方形ABCD面积的；
（3）若点P从点A运动到点B，再继续在BC上运动到点C，在整个运动过程中，当点P运动到什么位置时，△ADQ恰为等腰三角形．

Answer 1

（1）证明：在正方形ABCD中， 无论点P运动到AB上何处时，都有AD=AB，∠DAQ=∠BAQ，AQ=AQ，∴△ADQ≌△ABQ；
（2）解法一：△ADQ的面积恰好是正方形ABCD面积的时，
过点Q作QE⊥AD于E，QF⊥AB于F，则QE=QF，
AD×QE=S正方形ABCD=×16=，
∴QE=，
由△DEQ∽△DAP得，即=，解得AP=2，
∴AP=2时，△ADQ的面积是正方形ABCD面积的；
解法二：以A为原点建立如图所示的直角坐标系，过点Q作QE⊥y轴于点E，QF⊥x轴于点F．AD×QE=S正方形ABCD=×16=，
∴QE=，
∵点Q在正方形对角线AC上，∴Q点的坐标为（，），
∴过点D（0，4），Q（，）两点的函数关系式为：y=﹣2x+4，
当y=0时，x=2，∴P点的坐标为（2，0），
∴AP=2时，△ADQ的面积是正方形ABCD面积的；
（3）解：若△ADQ是等腰三角形，则有QD=QA或DA=DQ或AQ=AD，
①当AD=DQ时，则∠DQA=∠DAQ=45°∴∠ADQ=90°，P为C点，
②当AQ=DQ时，则∠DAQ=∠ADQ=45°，∴∠AQD=90°，P为B，
③AD=AQ（P在BC上），∴CQ=AC﹣AQ=BC﹣BC=（﹣1）BC
∵AD∥BC
∴==1，
∴CP=CQ=（﹣1）BC=4（﹣1）
综上，P在B点，C点，或在CP=4（﹣1）处，△ADQ是等腰三角形．