等边△ABC边长为6,P为BC边上一点,∠MPN=60°,且PM、PN分别于边AB、AC交于点E、F.
(1)如图1,当点P为BC的三等分点,且PE⊥AB时,判断△EPF的形状;
(2)如图2,若点P在BC边上运动,且保持PE⊥AB,设BP=x,四边形AEPF面积的y,求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)如图3,若点P在BC边上运动,且∠MPN绕点P旋转,当CF=AE=2时,求PE的长.
网友回答
解:(1)∵点P为BC的三等分点,
∴BP=BC=4,PC=BC=2,
∵PE⊥AB,
∴在直角△BPE中,∠B=60°,
∴∠BPE=30°,
∴BE=BP=2,
∴BE=CP,
又∵∠MPN=60°,
∴△EPF是等边三角形;
(2)△ABC的面积是:×6×6×=9;
BP=x,则BE=BP=x.EP=BE=x,PC=6-x,PF=PC=(6-x).
则△BPE的面积是:BE?EP=×?x=x2,
△PCF的面积是:PC?PF=(6-x)?(6-x)=(6-x)2.
∴四边形AEPF面积的y=9-x2-(6-x)2;
即y=-x2+6x-9(3<x<6);
(3)∵在△BPE中,∠B=60°,
∴∠BEP+∠BPE=120°,
∵∠MPN=60°,
∴∠BPE+∠FPC=120°,
∴∠BEP=∠FPC,
又∵∠B=∠C,
∴△BPE∽△CFP,
∴=,
设BP=x,则CP=6-x.
∴=,
解得:x=2或4.
当x=2时,在三角形△BEP中,∠B=60°,BE=4,BP=2,
则PE=2;
当x=4时,在三角形△BEP中,∠B=60°,BE=4,BP=4,
则△BEP是等边三角形,∴PE=4.
故PE=2或4.
解析分析:(1)根据三等分点的定义,求得BP与PC的长,进而根据直角三角形中30度的锐角所对的直角边等于斜边的一半,即可求得BE的长,即可作出判断;
(2)分别表示出△ABC、△BPE、△PCF的面积,根据四边形AEPF的面积=△ABC的面积-△BPE的面积-△PCF的面积,即可求解;
(3)首先证明△BPE∽△CFP,根据相似三角形的对应边的比相等即可求得BP的长,进而即可求得PE的长.
点评:本题主要考查了相似三角形的判定与性质,正确根据相似三角形对应边的比相等求得BP的长是解题的关键.