如图1,四边形ABCD是矩形,P是BC边上的一点,连接PA、PD
(1)求证:PA2+PC2=PB2+PD2
(2)如图2,当点A在矩形ABCD的内部时,连接PA、PB、PC、PD.上面的结论是否还成立?说明理由.
(3)当点A在矩形ABCD的外部时,连接PA、PB、PC、PD.上面的结论是否还成立?(不必说明理由)
网友回答
(1)证明:在Rt△ABP中,由勾股定理,得PA2-PB2=AB2,
同理可得PD2-PC2=CD2,
由矩形的性质可得AB=CD,
∴PA2-PB2=PD2-PC2,
∴PA2+PC2=PB2+PD2.
(2)成立.
过点P作AD的垂线,交AD于点E,交BC于点F,
则四边形ABFE和CDEF为矩形,
∴AE=BF,DE=CF,
由勾股定理得:
则AP2=AE2+PE2,PC2=PF2+CF2,
BP2=BF2+PF2,PD2=DE2+PE2,
∴PA2+PC2=AE2+PE2+PF2+CF2,
PB2+PD2=BF2+PF2+DE2+PE2,
∴PA2+PC2=PB2+PD2.
(3)成立.如图,由勾股定理可证PA2+PC2=PB2+PD2.
解析分析:(1)根据PA2-PB2=AB2=CD2=PD2-PC2,移项即可;
(2)过点P作AD的垂线,交AD于点E,交BC于点F,可证四边形ABFE和CDEF为矩形,则AE=BF,DE=CF,在△PAE,△PCF,△PBF,△PCF中,分别求PA2,PC2,PB2,PD2,再比较PA2+PC2与PB2+PD2即可;
(3)画出图形,把问题转化到直角三角形中,由勾股定理分别求PA2,PC2,PB2,PD2.
点评:本题考查了勾股定理及矩形的性质.关键是作辅助线,构造直角三角形,利用勾股定理分别表示边长的平方.