题目内容
【题目】如图,已知△ABC中,AC=BC,∠ACB=120°,P为△ABC内部一点,且满足∠APB=∠BPC=150°.
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(1)求证:△PAB∽△PBC;
(2)求证:PA=3PC;
(3)若AB=10,求PA的长.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)PA=![]()
【解析】
(1)根据两角对应相等的两个三角形相似证明即可.
(2)过点C作CD⊥AB于D.首先证明
,由△PAB∽△PBC,推出
,可得结论.
(3)将线段BP绕点B顺时针旋转60°得到BP′,连接PP′,CP′,则△BPP′为等边三角形,在Rt△BCP′中,
,
,由(2)中
,AB=10,可得BC=
,利用勾股定理构建方程,求出PC即可解决问题.
(1)证明:∵△ABC中,AC=BC,∠ACB=120°,
∴∠CAB=∠CBA=
(180°﹣120°)=30°,
∴∠1+∠2=30°,
∵∠APB=150°,
∴∠2+∠3=30°,
∴∠3=∠1,
∵∠APB=∠CPB,
∴△PAB∽△PBC.
(2)证明:过点C作CD⊥AB于D.
∵△ABC中,AC=BC,
∴BD=
AB,
在Rt△CDB中,∠CBD=30°,
∴
,
∴
,
∴
,
∵△PAB∽△PBC,
∴
,
∴PA=
PB,PB=
PC,
∴PA=![]()
PC=3PC.
(3)解:将线段BP绕点B顺时针旋转60°得到BP′,连接PP′,CP′,则△BPP′为等边三角形,
∴∠4=∠7=60°,PP′=PB=BP′=
PC,
∴∠5=∠BPC﹣∠4=150°﹣60°=90°,
在Rt△PP′C中,∠5=90°,PP′=
PC,
∴tan∠6=
,
∴∠6=60°,
∴∠6+∠7=30°+60°=90°,
∴P′C=2PC,
∴在Rt△BCP′中,
,
,
由(2)中
,AB=10,可得BC=
,
∴(2PC)2+(
PC)2=(
)2,
∴PC=
,
∴PA=
.
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