如图,在边长为2的等边△ABC中,AD⊥BC,点P为边AB上一个动点,过P点作PF∥AC交线段BD于点F,作GP⊥AB交线段AD于点E,交线段CD于点G,设BP=x.

发布时间:2020-08-07 06:04:58

如图,在边长为2的等边△ABC中,AD⊥BC,点P为边AB上一个动点,过P点作PF∥AC交线段BD于点F,作GP⊥AB交线段AD于点E,交线段CD于点G,设BP=x.
(1)①试判断BG与2BP的大小关系,并说明理由;
②用x的代数式表示线段DG的长,并写出x的取值范围;
(2)记△DEF的面积为S,求S与x之间的函数关系式,并求出S值为时x的值;
(3)以P、E、F为顶点的三角形与△EDG是否可能相似?如果能相似,请求出BP的长;如果不能,请说明理由.

网友回答

解:(1)①BG=2BP.理由如下:
∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=60°,
又∵GP⊥AB,
∴∠BPG=90°,
∴∠BGP=30°,
∴BG=2BP.
②∵AD⊥BC,
∴BD=BC=×2=1,
又∵BG=2BP=2x,
∴DG=BG-BD=2x-1(<x≤1);

(2)∵PF∥AC,
∴△BPF为等边三角形,
∴BF=BP=x,
∴FD=1-x,
在Rt△EDG中,∠EGD=30°,DG=2x-1,
∴ED=DG=(2x-1),
∴S=FD?ED=?(2x-1)(1-x)
=-x2+x-(<x≤1),
当S=,则-x2+x-=,
解得x1=x2=
∴x=;

(3)∠EPF=∠EGD=30°,∠EDG=90°
当△PEF∽△GDE,
∴∠PEF=90°,
∴∠PFE=60°,
∴∠EFG=60°,
∴EF=2FD=2(1-x),
又∵PF=2EF,
∴x=4(1-x),解得x=;
当△PFE∽△GDE,
∴∠PFE=90°,
∴∠EFD=30°,
∴EF=2DE=2×FD=(1-x),
而PF=EF,
∴x=?(1-x),解得x=,
∴以P、E、F为顶点的三角形与△EDG能相似,此时BP的长为或.
解析分析:(1)①由△ABC为等边三角形得到∠B=60°,而GP⊥AB,然后根据含30°的直角三角形三边的关系即可得到BG=2BP;②由AD⊥BC,根据等边三角形的性质得BD=BC=×2=1,即可得到DG=BG-BD=2x-1(<x≤1);
(2)由PF∥AC易得△BPF为等边三角形,则BF=BP=x,得到FD=1-x,在Rt△EDG中根据含30°的直角三角形三边的关系得到ED=DG=(2x-1),然后利用三角形的面积公式即可得到S;当S=,得到关于x的一元二次方程,解方程即可;
(3)由∠EPF=∠EGD=30°,∠EDG=90°,再讨论:当△PEF∽△GDE,则∠PFE=90°;当△PFE∽△GDE,则∠PFE=90°,然后根据含30°的直角三角形三边的关系分别得到关于x的方程,解方程即可.

点评:本题考查了相似三角形的判定与性质:平行于三角形的一边的直线与其它两边(或其延长线)所截得的三角形与圆三角形相似.也考查了等边三角形的性质以及含30°的直角三角形三边的关系以及一元二次方程的解法.
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