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正方形ABCD中,点O是对角线AC的中点,P是对角线AC上一动点,过点P作PF⊥...

正方形ABCD中,点O是对角线AC的中点,P是对角线AC上一动点,过点P作PF⊥CD于点F.如图1,当点P与点O重合时,显然有DF=CF.
(1)如图2,若点P在线段AO上(不与点A、O重合),PE⊥PB且PE交CD于点E.
①求证:DF=EF;
②写出线段PC、PA、CE之间的一个等量关系,并证明你的结论;
(2)若点P在线段OC上(不与点O、C重合),PE⊥PB且PE交直线CD于点E.请完成图3并判断(1)中的结论①、②是否分别成立?若不成立,写出相应的结论.(所写结论均不必证明)manfen5.com 满分网
(1)由正方形的性质证得△BQP≌△PFE,从而得到DF=EF,由于△PCF和△PAG均为等腰直角三角形,故有PA=PG,PC=CF,易得PA=EF,进而得到PC、PA、CE满足关系为:PC=(CE+PA); (2)同(1)证得DF=EF,三条线段的数量关系是PA-PC=CE. 【解析】 (1)如图2,延长FP交AB于点Q, ①∵AC是正方形ABCD对角线, ∴∠QAP=∠APQ=45°, ∴AQ=PQ, ∵AB=QF, ∴BQ=PF, ∵PE⊥PB, ∴∠QPB+∠FPE=90°, ∵∠QBP+∠QPB=90°, ∴∠QBP=∠FPE, ∵∠BQP=∠PFE=90°, ∴△BQP≌△PFE, ∴QP=EF, ∵AQ=DF, ∴DF=EF; ②如图2,过点P作PG⊥AD. ∵PF⊥CD,∠PCF=∠PAG=45°, ∴△PCF和△PAG均为等腰直角三角形, ∵四边形DFPG为矩形, ∴PA=PG,PC=CF, ∵PG=DF,DF=EF, ∴PA=EF, ∴PC=CF=(CE+EF)=CE+EF=CE+PA, 即PC、PA、CE满足关系为:PC=CE+PA; (2)结论①仍成立;结论②不成立,此时②中三条线段的数量关系是PA-PC=CE. 如图3: ①∵PB⊥PE,BC⊥CE, ∴B、P、C、E四点共圆, ∴∠PEC=∠PBC, 在△PBC和△PDC中有:BC=DC(已知),∠PCB=∠PCD=45°(已证),PC边公共边, ∴△PBC≌△PDC(SAS), ∴∠PBC=∠PDC, ∴∠PEC=∠PDC, ∵PF⊥DE, ∴DF=EF; ②同理:PA=PG=DF=EF,PC=CF, ∴PA=EF=(CE+CF)=CE+CF=CE+PC 即PC、PA、CE满足关系为:PA-PC=CE.
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考点分析:
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编号20003200082001220016200242002820042200482006820075
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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