题目内容

【题目】如图1,在△ABC中,在BC边上取一点P,在AC边上取一点D,连AP、PD,如果△APD是等腰三角形且△ABP与△CDP相似,我们称△APD是AC边上的“等腰邻相似三角形”.

(1)如图2,在△ABC中AB=AC,∠B=50°,△APD是AB边上的“等腰邻相似三角形”,且AD=DP,∠PAC=∠BPD,则∠PAC的度数是___;

(2)如图3,在△ABC中,∠A=2∠C,在AC边上至少存在一个“等腰邻相似△APD”,请画出一个AC边上的“等腰邻相似△APD”,并说明理由;

(3)如图4,在Rt△ABC中AB=AC=2,△APD是AB边上的“等腰邻相似三角形”,请写出AD长度的所有可能值.

【答案】(1)30°;(2)见解析;(3)AD的长为1或或.

【解析】

(1)根据等边对等角和三角形外角的性质证明∠B=∠PAB即可解决问题.

(2)如图3中,作∠BAC的平分线AP交BC于P,作PD∥AB交AC于D,根据平行线的性质和角平分线定义可得∠BAP=∠PAD=∠DPA,∠CPD=∠B,结合∠A=2∠C可证△APD是等腰三角形且△APB与△CDP相似,即可解决问题.

(3)分三种情形讨论:如图3′中,当DA=DP时;如图4中,当PA=PD时;如图5中,当AP=AD时;分别求解即可解决问题.

解:(1)如图2中,

∵AB=AC,DA=DP,

∴∠B=∠C,∠DAP=∠DPA,

∵∠PAC=∠BPD,

∴∠APC=∠BDP=∠DAP+∠DPA,

∵∠APC=∠B+∠BAP,

∴∠B=∠PAB=50°,

∵∠BAC=180°50°50°=80°,

∴∠PAC=30°

故答案为30°;

(2)如图3中,△APD是AC边上的“等腰邻相似三角形”,

理由:作∠BAC的平分线AP交BC于P,作PD∥AB交AC于D,

∴∠BAP=∠PAD=∠DPA,∠CPD=∠B,

∴DP=DA,

∵∠CAB=2∠C,

∴∠BAP =∠C,

∴△APD是等腰三角形且△APB与△CDP相似,

∴△APD是AC边上的“等腰邻相似三角形”;

(3)如图3′中,当DA=DP时,设∠APD=∠DAP=x,

①若∠BPD=∠CAP=90°-x,∠BDP=∠CPA=2x,

∴90°-x+2x+x=180°,

∴x=45°,

∴三角形都是等腰直角三角形,易知AD=1;

②若∠PDB=∠CAP时,设∠APD=∠DAP=x,

得到∠PDB=∠CAP=2x,易知x=30°,

设AD=a,则AP=

∵△BPD∽△CPA,

∴,即,

解得 ,

如图4中,当PA=PD时,易知∠PDB是钝角,∠CAP是锐角,

∴∠PDB=∠CPA,则△BPD≌△CPA,

设AD=a,则BD=2-a,,AC=2,

,

解得a=,

如图5中,当AP=AD时,设∠APD=∠ADP=x,则∠DAP=180°-2x,易知∠PDB为钝角,∠CAP为锐角,

∴∠PDB=∠CPA=180°-x,∠CAP=90°-∠DAP=90°-(180°-2x)=2x-90°,

在△APC中,2x-90°+180°-x+45°=180°,

解得x=45°,不可能成立.

综上所述.AD的长为1或或.

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