已知:梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,BE⊥CD于点E.DP⊥CB于点P,连接AP、AE.
(1)如图1,若∠C=45°,求证:AP=AE.
(2)如图2,若∠C=60°,直接写出线段AP、AE的数量关系______.
(3)在(1)的条件下,将线段EA绕点E顺时针旋转得到线段EA′,使∠DEA′=∠DEA,直线EA′分别与线段BA延长线、线段BC交于点N、点K,已知AD=1,EK=.求线段NE的长.
网友回答
解:(1)在梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC.
∵DP⊥CB,
∴AB∥DP,
∴四边形ABPD是矩形,
∴AD=BP.
∵BE⊥CD,∠C=45°,
∴在Rt△BEC中,∠EBC=∠C=45°.
则在Rt△BFP中,∠FBP=∠BFP=45°,
∴BP=FP,
∴AD=PF.
在Rt△DEF中,∠EDF=∠EFD=45°,则DE=EF.
∴∠ADE=∠ADP+∠FDE=135°,∠PFE=180°-∠BFP=180°-45°=135°,
∴∠ADE=∠PFE.
在△ADE与△PFE中,
,
∴△ADE≌△PFE(SAS),
∴AE=PE,∠DEA=∠FEP,
∴∠DEA+∠AEF=∠FEP+∠AEF=∠AEP=90°,即△AEP是等腰直角三角形,
∴在Rt△AEP中,由勾股定理,得
AE2+PE2=AP2
即AP=AE;
(2)如图2,连接PE.∵∠C=60°,DP⊥BC,BE⊥DC,
∴∠8=∠5=30°,∠1=∠3=60°(对顶角相等),
∴△ADE∽△PFE,
∴∠6=∠7(相似三角形的对应角相等),,
∴∠PAE=30°,
∴cos30°==,解得.
(3)如图3,过点E作EG⊥AB于点G,EH⊥BC于点H.
∴GE∥BC,EH∥GB,
∴四边形GBHE是矩形.
∴GE=BH.
由(1)知,∠DEA=∠FEP.
∵∠DEA=∠DEN,∠DEN=∠KEC(对顶角相等),
∴∠FEP=∠KEC(等量代换),
∴∠EPK=45°+∠BEP,∠EKP=45°+∠KEC,
∴∠EPK=∠EKP,
∴PE=EK.
∵AE=PE,AP=AE,EK=,
∴AP=EK=,BP=1,
∴AB===3,则AB=DP=PC=3.
∴BC=BP+PC=1+3=4,
∴BH=BC=2,
∴BK=3.
易证△NGE∽△NBK,
∴=,即=,
解得,NE=2.
解析分析:(1)如图1,连接PE,由条件可以得出△PDC,△DEF是等腰直角三角形,可以证明△ADE≌△PFE,从而证明△AEP为等腰直角三角形,就可以得出结论.
(2)如图2,连接PE,由∠C=60°,由条件可以得出∠5=∠8=30°,∠1=∠3=60°,可以证明△ADE∽△PFE,得出∠6=∠7,,从而可以求出∠PAE=30°就可以求出cos30°==,从而求出其值.
(3)如图3,过点E作EG⊥AB于点G,EH⊥BC于点H.构建相似三角形:△NGE∽△NBK.利用(1)的结论,结合勾股定理、等腰直角三角形的性质求得GE=2,BK=3.由相似三角形的对应边成比例知=,从而求得NE的值.
点评:本题考查了直角梯形、等腰直角三角形以及解直角三角形的应用.经常通过作辅助线灵活地解决与梯形有关的问题.