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【题目】探索应用

材料一:如图1,在△ABC中,AB=c,BC=a,∠B=θ,用c和θ表示BC边上的高为   ,用a.c和θ表示△ABC的面积为   .

材料二:如图2,已知∠C=∠P,求证:CFBF=QFPF.

材料三:蝴蝶定理(ButterflyTheorem)是古代欧氏平面几何中最精彩的结果之一,最早出现在1815年,由W.G.霍纳提出证明,定理的图形象一只蝴蝶.

定理:如图3,M为弦PQ的中点,过M作弦AB和CD,连结AD和BC交PQ分别于点E和F,则ME=MF.

证明:设∠A=∠C=α,∠B=∠D=β,

∠DMP=∠CMQ=γ,∠AMP=∠BMQ=ρ,

PM=MQ=a,ME=x,MF=y

由

即

化简得:MF2AEED=ME2CFFB

则有: ,

又∵CFFB=QFFP,AEED=PEEQ,

∴,即

即,从而x=y,ME=MF.

请运用蝴蝶定理的证明方法解决下面的问题:

如图4,B、C为线段PQ上的两点,且BP=CQ,A为PQ外一动点,且满足∠BAP=∠CAQ,判断△PAQ的形状,并证明你的结论.

【答案】材料一:;材料二:证明见解析;材料三:△PAQ的形状为等腰三角形,证明见解析.

【解析】

材料一:作AD⊥BC于D,由三角函数定义得AD=AB×sinB=csinθ,由三角形面积公式得△ABC的面积=BC×AD=acsinθ即可;

材料二:证明△CFQ∽△PFB,得出=,即可得出结论;

材料三:证S△ABP=S△ACQ,S△APC=S△AQB,证△ABP∽△ACQ,由S△ABP=S△ACQ,证出AP=AQ,即可得出结论.

材料一:

解:作AD⊥BC于D,如图1所示:

则sinB=,

∴AD=AB×sinB=csinθ,

∴△ABC的面积=BC×AD=acsinθ,

故答案为:csinθ,acsinθ;

材料二:

证明:∵∠C=∠P,∠CFQ=∠PFB,

∴△CFQ∽△PFB,

∴=,

∴CFBF=QFPF;

材料三:

解:△PAQ的形状为等腰三角形,理由如下:

∵B、C为线段PQ上的两点,且BP=CQ,

∴CP=BQ,

∴△ABP与△ACQ等底等高,△APC与△AQB等底等高,

∴S△ABP=S△ACQ,S△APC=S△AQB,

∵∠BAP=∠CAQ,

∴∠BAP+∠BAC=∠CAQ+∠BAC,

即∠PAC=∠QAB,

∴sin∠QAB=Psin∠PAC,

∵S△AQB=ABAQsin∠QAB,S△APC=ACAPsin∠PAC,

∴==1,

∴=,

∴△ABP∽△ACQ,

∵S△ABP=S△ACQ,

∴==1,

∴AP=AQ,

∴△PAQ的形状为等腰三角形.

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