已知:等边三角形ABC
(1)如图1,P为等边△ABC外一点,且∠BPC=120°.试猜想线段BP、PC、AP之间的数量关系,并证明你的猜想;
(2)如图2,P为等边△ABC内一点,且∠APD=120°.求证:PA+PD+PC>BD.
网友回答
猜想:AP=BP+PC,
(1)证明:延长BP至E,使PE=PC,连接CE,
∵∠BPC=120°,
∴∠CPE=60°,又PE=PC,
∴△CPE为等边三角形,
∴CP=PE=CE,∠PCE=60°,
∵△ABC为等边三角形,
∴AC=BC,∠BCA=60°,
∴∠ACB=∠PCE,
∴∠ACB+∠BCP=∠PCE+∠BCP,
即:∠ACP=∠BCE,
∴△ACP≌△BCE,
∴AP=BE,
∵BE=BP+PE,
∴AP=BP+PC.
(2)证明:
在AD外侧作等边△AB′D,
则点P在三角形ADB′外,
∵∠APD=120°∴由(1)得PB′=AP+PD,
在△PB′C中,有PB′+PC>CB′,
∴PA+PD+PC>CB′,
∵△AB′D、△ABC是等边三角形,
∴AC=AB,AB′=AD,
∠BAC=∠DAB′=60°,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAB′+∠CAD,
即:∠BAD=∠CAB′,
∴△AB′C≌△ADB,
∴CB′=BD,
∴PA+PD+PC>BD.
解析分析:(1)AP=BP+PC,理由是延长BP至E,使PE=PC,连接CE,由∠BPC=120°,推出等边△CPE,得到CP=PE=CE,∠PCE=60°,根据已知等边△ABC,推出AC=BC,∠ACP=∠BCE,根据三角形全等的判定推出△ACP≌△BCE,得出AP=BE即可求出结论;(2)在AD外侧作等边△AB′D,由(1)得PB′=AP+PD,根据三角形的三边关系定理得到PA+PD+PC>CB′,再证△AB′C≌△ADB,根据全等三角形的性质推出CB′=BD即可.
点评:本题主要考查对等边三角形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,三角形的三边关系,等式的性质等知识点的理解和掌握,此题是一个拔高的题目,有一定的难度.