题目内容

【题目】如图,菱形ABCD中,AB=10,连接BD,点P是射线BC上一点(不与点B重合),AP与对角线BD交于点E,连接EC.

(1)求证:AE=CE;

(2)若sin∠ABD=,当点P在线段BC上时,若BP=4,求△PEC的面积;

(3)若∠ABC=45°,当点P在线段BC的延长线上时,请直接写出△PEC是等腰三角形时BP的长.

【答案】(1)详见解析;(2);(3)△PEC是等腰三角形时BP的长为10或.

【解析】

(1)由菱形的性质得出∠ABE=∠CBE,AB=BC,由SAS证得△ABE≌△CBE,即可得出结论;
(2)连接AC,交BD于O,证明△BEP∽△DEA,,则,求出OA=2,,BD=8,,,S△DEA,S△ABE=S△BEC,S△BEP=,即可得出答案;

(3) ①当CE=CP时,得出△PEC是等腰直角三角形,过点E作EF∥AB交BC于F,证出EF=BF,推出CF+CF=BC=10,求出CF的长,即可得出答案;
②当CE=CP时,求得∠CPE=30°,∠BAE=∠BCE=105°,过点A作AN⊥BP于N,则△ABN是等腰直角三角形,得出AN=BN=AB=5,求出PN=5,即可得出答案.

(1)∵四边形ABCD是菱形,

∴∠ABE=∠CBE,AB=BC,

在△ABE和△CBE中,,

∴△ABE≌△CBE(SAS),

∴AE=CE;

(2)连接AC,交BD于O,如图1所示:

∵四边形ABCD是菱形,

∴AD∥BC,AD=AB=10,∠AOB=90°,OB=OD,OA=OC,

∴△BEP∽△DEA,

∴,

∴,

∵sin∠ABD=,

∴OA=2,

,

∴BD=2OB=8,

∵,

∴,

解得:,

∴,

∴S△DEA=OADE=×2×,

S△ABE=OABE=×2×S△BEC,

∴S△BEP=S△DEA=×=,

∴S△PEC=S△BEC﹣S△BEP==;

(3)①当CE=CP时,

∴∠CPE=∠CEP,

由(1)得:△ABE≌△CBE,

∴∠BAE=∠BCE,

∴∠BAE=∠BCE=∠CPE+∠CEP=2∠CPE,

∵∠ABC+∠BAE+∠CPE=180°,∠ABC=45°,

∴45°+2∠CPE+∠CPE=180°,

解得:∠CPE=45°,∠BAE=∠BCE=90°,

∴∠ECP=90°,

∴△PEC是等腰直角三角形,

过点E作EF∥AB交BC于F,如图所示:

∴∠EFP=∠ABC=45°,∠FEP=∠BAP=90°,∠BEF=∠ABE=∠EBC,

∴∠FEC=∠FEP-∠CEP=90°-45°=45°,EF=BF,

则CE=CP=CF,EF=CF,

∴CF+CF=BC=10,

∴CF=,

∴BP=BC+CP=BC+CF=10+=10;

②当CE=CP时,

∴∠PCE=∠CEP,

由(1)得:△ABE≌△CBE,

∴∠AEB=∠CEB,

∴∠BAE=∠BCE=∠CPE+∠CEP=∠CPE+,

∵∠ABC+∠BAE+∠CPE=180°,∠ABC=45°,

∴45°+∠CPE++∠CPE=180°,

解得:∠CPE=30°,∠BAE=∠BCE=105°,

过点A作AN⊥BP于N,如图3所示:

∵∠ABC=45°,

则△ABN是等腰直角三角形,

∴AN=BN=AB=5,

∵∠APB=30°,

∴tan30°=,即,

∴PN=5,

∴BP=BN+PN=5+5,

综上所述,△PEC是等腰三角形时BP的长为10或.

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