如图,正方形ABCD中,点E从点A出发沿着线段AD向点D运动(点E不与点A、点D重合),同时,点F从点D出发沿着线段DC向点C运动(点F不与点D点、点C重合),点E与F点运动速度相同,当点E停止运动时,另一动点F也随之停止运动,设BE和AF相交于点P,连接PC,请探究:
(1)AF和BE有怎样的位置关系?试说明理由;
(2)当点E运动到AD中点位置时,PA:PB是多少?
(3)当点F运动到DC中点位置时,PC和BC有怎样的数量关系?并证明你的结论.
网友回答
解:(1)AF⊥BE.
∵E在AD边上(不与A、D重合),点F在DC边上(不与D、C重合).
又点E、F分别同时从A、D出发以相同的速度运动,
∴AE=DF
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=DA,∠BAE=∠D=90°
∴△BAE≌△ADF(SAS)
∴∠1=∠2
∵∠2+∠3=90°∴∠1+∠3=90°即∠APB=90°
∴AF⊥BE.
(2)由(1)知当点E运动到AD中点时,点F也运动到DC中点,此时就有AF⊥BE.
∵F是CD的中点,∴DF=CD,∵AD=CD,∴DF=AD
∵∠1=∠2,
∴tan∠1=tan∠2
在Rt△ADF中,tan∠2==
∴在Rt△APB中,tan∠1=
∴PA:PB的值是1:2.
(3)PC=BC.
证明:延长AF交BC的延长线于点G,
∵∠D=∠DCG=90°,DF=CF,∠AFD=∠GFC,
∴△ADF≌△GCF(ASA),
∴CG=AD,
∵BC=AD,∴CG=BC=BG,
由(1)知AF⊥BE,
∴∠BPG=90°,
∴△BPG为直角三角形
∴PC=BG,
∵BC=BG,
∴PC=BC.
解析分析:(1)根据题意很容易证得△BAE≌△ADF,利用正方形内角为90°,得出AF⊥DE.
(2)要求两条线段的关系,需要把两者放入一直角三角形中,利用三角函数求解.根据题意可知此时AF⊥BE,又有中点的关系,可以得出tan∠2=,由∠1=∠2,可以求解.
(3)延长AF交BC的延长线于点G,可以得出△ADF≌△GCF,进而得出CG=AD,通过线段的转换可以得出BC=BG,根据题意可以得出PC=BG,即可以得出结论.
点评:①本题考查了正方形的性质,要求有比较高的读图能力.
②本题是探求性试题,做这类题前要求大胆的假设,根据假设再去证明.需要在平时做题中培养这种能力.