已知:点P为正方形ABCD内部一点,且∠BPC=90°,过点P的直线分别交边AB、边CD于点E、点F.(1)如图1,当PC=PB时,则S△PBE、S△PCF?S△BP

发布时间:2020-08-07 20:11:01

已知:点P为正方形ABCD内部一点,且∠BPC=90°,过点P的直线分别交边AB、边CD于点E、点F.
(1)如图1,当PC=PB时,则S△PBE、S△PCF?S△BPC之间的数量关系为______;
(2)如图2,当PC=2PB时,求证:16S△PBE+S△PCF=4S△BPG;
(3)在(2)的条件下,Q为AD边上一点,且∠PQF=90°,连接BD,BD交QF于点N,若S△bpc=80,BE=6.求线段DN的长.

网友回答

解:(1)如图1所示:过点P作PI⊥BC于点I,
∵PB=PC,
∴PI∥BE∥CF,
∴PI是梯形BCFE的中位线,
∴PI=(BE+CF),
∵△PBC是等腰直角三角形,
∴PI=BI=CI,
∴S△PBE+S△PCF=BE?BI+CF?CI=BE×BC+CF?BC=BC(BE+CF)=BC?PI=S△PBC;

(2)如图2,过点P作PG⊥EF交BC于点G,∠EPG=90°,
∵∠BPC=90°,
∴∠EPB+∠BPG=90°,
∵∠BPG+∠CPG=90°,
∴∠EPB=∠CPG,
同理,∵∠EBP+∠PBC=90°,∠PBC+∠BCP=90°,
∴∠EBP=∠BCP,
∴△EPB∽△GPC,
∵PC=2PB,
∴=()2=
∴S△GPC=4S△EPB,
同理可得S△FPC=4S△GPB,
∵S△PBG+S△PGC=S△BPC,
∴16S△PBE+S△PFC=4S△BPC;

(3)如图3,设正方形的边长为a(a>0),
∵∠BPC=90°,PC=2PB,S△BPC=80,
∴??=80,解得a=20,
由(2)知,△EPB∽△GPC,
∴CG=2BE=12,
∴BG=8,
∴CF=16,DF=4,
过点P作PM∥AB交BC于点M.交AD于点H,过点P作PT⊥CD于T,
∵PM⊥BC,BC=20,S△BPC=80,
∴PM=8,
∴PH=12,PT=16,FT=8,
∵∠PQF=90°,
∴由勾股定理得,(HQ2+HP2)+(DQ2+DF2)=PT2+TF2,即(16-DQ)2+122+(DQ2+42)=162+82,解得DQ=4或DQ=12,
当DQ=4时,
∵DQ=DF=4,∠PQF=90°,DN为∠QDF的角平分线,
∴DN=QD=2;
当DQ=12时,过点N作NN1⊥QD于N1,
∵∠QOF=90°,DN为∠QDF的角平分线,
∴∠QDN=45°,
∵NN1⊥AD,
∴NN1=N1D,△QDF∽△QN1N,
∴=,=,解得NN1=3,
∴DN===3,
综上所述,DN=2或3.
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