题目内容

如图,P是边长为1的正方形ABCD对角线AC上一动点(P与A、C不重合),点E在射线BC上,且PE=PB.

(1)求证:①PE=PD;②PE⊥PD;

(2)设AP=x,△PBE的面积为y.

①求出y关于x的函数关系式,并写出x的取值范围;

②当x取何值时,y取得最大值,并求出这个最大值.

答案:
解析:

  (1)证法一:

  ①∵四边形ABCD是正方形,AC为对角线,

  ∴BC=DC,∠BCP=∠DCP=45°  (1分)

  ∵PC=PC,

  ∴△PBC≌△PDC(SAS)  (2分)

  ∴PB=PD,∠PBC=∠PDC  (3分)

  又∵PB=PE,

  ∴PE=PD  (4分)

  ②(i)当点E在线段BC上(E与B、C不重合)时,

  ∵PB=PE,

  ∴∠PBE=∠PEB,

  ∴∠PEB=∠PDC,

  ∴∠PEB+∠PEC=∠PDC+∠PEC=180°,

  ∴∠DPE=360°-(∠BCD+∠PDC+∠PEC)=90°,

  ∴PE⊥PD  (6分)

  (ii)当点E与点C重合时,点P恰好在AC中点处,此时,PE⊥PD.

  (iii)当点E在BC的延长线上时,如图.

  ∵∠PEC=∠PDC,∠1=∠2,

  ∴∠DPE=∠DCE=90°,

  ∴PE⊥PD.

  综合(i)(ii)(iii),PE⊥PD  (7分)

  (2)①过点P作PF⊥BC,垂足为F,则BF=FE.

  ∵AP=x,AC=,

  ∴PC=-x,PF=FC=.

  BF=FE=1-FC=1-()=.

  ∴S△PBE=BF·PF=()  (9分)

  即 (0<x<)  (10分)

  ②  (11分)

  ∵<0,

  ∴当时,y最大值  (12分)

  (1)证法二:①过点P作GF∥AB,分别交AD、BC于G、F.如图所示.

  ∵四边形ABCD是正方形,

  ∴四边形ABFG和四边形GFCD都是矩形,

  △AGP和△PFC都是等腰直角三角形.

  ∴GD=FC=FP,GP=AG=BF,∠PGD=∠PFE=90°.

  又∵PB=PE,

  ∴BF=FE,

  ∴GP=FE,

  ∴△EFP≌△PGD(SAS)  (3分)

  ∴PE=PD  (4分)

  ②∴∠1=∠2.

  ∴∠1+∠3=∠2+∠3=90°.

  ∴∠DPE=90°.

  ∴PE⊥PD  (7分)

  (2)①∵AP=x,

  ∴BF=PG=,PF=1-  (8分)

  ∴S△PBE=BF·PF=()  (9分)

  即(0<x<)  (10分)

  ②  (11分)

  ∵<0,

  ∴当时,y最大值  (12分)

  (注:用其它方法求解参照以上标准给分.)


练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网