题目内容

【题目】如图,在矩形ABCD中,已知AB=2 ,AD=2,点P是对角线BD上一动点(不与B,D重合),连接AP,过点P作PE⊥AP,交DC于点E,

(1)求证:∠PAD=∠PEC;

(2)当点P是BD的中点时,求DE的值;

(3)在点P运动过程中,当DE= 时,求BP的值.

【答案】(1)见解析;(2)(3)

【解析】

(1)利用四边形的内角和和三角形外角的性质得∠DEP+∠DAP=180°,∠DEP+∠PEC=180°,再利用同角的补角相等可得结论;

(2)连接AC,交BD于P.先利用特殊角的三角函数值求出∠ADB=60°,再利用对角线的性质可得PA=PD,故△ADP为等边三角形,则AP=AD=2;然后易证Rt△ADE≌Rt△APE,可得∠DAE=∠PAE=30°,进而在Rt△ADE中利用tan∠DAE的正切求解即可;

(3)作PG⊥AB于G,GP的延长线交DC于H,得四边形ADGH是矩形,PG⊥DC,则GH=BC=2;设PG=a,则PH=GH﹣PH=2﹣a,在Rt△BGP中利用tan∠PBG表示出BG和AG;然后易证△AGP∽△PHE,利用相似三角形的对应边成比例列出关于a比例方程并求解,即可利用BP=2PG=2a计算即可.

解:(1)证明:∵PE⊥AP,

∴∠APE=90°,

∵四边形ABCD是矩形,

∴∠ADC=90°,

在四边形ADEP中∠ADE+∠DEP+∠APE+∠DAP=360°,

∴∠DEP+∠DAP=360°-90°-90°=180°,

又∵∠DEP+∠PEC=180°,

∴∠PAD=∠PEC;

(2)解:∵四边形ABCD是矩形,AB=,AD=2,

∴,

∴∠BDA=60°,

连接AC,

∵点P是BD的中点,

∴点P为AC与BD的交点,

∴△ADP为等边三角形,

∴AP=AD=2,

在Rt△ADE和Rt△APE中,

∴Rt△ADE≌Rt△APE(HL),

∴∠DAE=∠PAE=30°,

∴,

∴ ;

(3)解:如图,过点P作PG⊥AB于G,GP的延长线交DC于H,四边形ABCD是矩形,

∴PG⊥DC,

∴GH=BC=2,

设PG=a,则PH=GH﹣PH=2﹣a,

在Rt△BGP中,tan∠PBG=,

∴BG=PG=a,

∴AG=AB-BG=2-a=(2-a),

EH=DH-DE=2-a-=-a,

∵PG⊥DC,

∴∠APG+∠EPH=90°,

∵∠APG+∠PAG=90°,

∴∠EPH=∠PAG,

∵∠AGP=∠PHE=90°,

∴△AGP∽△PHE,

∴,

∴,

∴

∴BP=2PG=.

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