满分5 > 初中数学试题 >

等边△ABC的边长为2,P是BC边上的任一点(与B、C不重合),连接AP,以AP...

等边△ABC的边长为2,P是BC边上的任一点(与B、C不重合),连接AP,以AP为边向两侧作等边△APD和等边△APE,分别与边AB、AC交于点M、N(如图1).
manfen5.com 满分网
(1)求证:AM=AN;
(2)设BP=x.
①若BM=manfen5.com 满分网,求x的值;
②求四边形ADPE与△ABC重叠部分的面积S与x之间的函数关系式以及S的最小值;
③连接DE分别与边AB、AC交于点G、H(如图2).当x为何值时,∠BAD=15°?此时,以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形是什么特殊三角形,请说明理由.
(1)由已知条件可以得出AD=AP,∠DAP=∠BAC=60°,∠ADM=∠APN=60°,从而得出∠DAM=∠PAN,可以得出△ADM≌△APN,就可以得出结论. (2)①由已知条件可以得出△BPM∽△CAP,可以得出,由已知条件可以建立方程求出BP的值. ②四边形AMPN的面积就是四边形ADPE与△ABC重叠部分的面积,由△ADM≌△APN,S△ADM=S△APN,可以得出重合部分的面积就是△ADP的面积. ③连接PG,若∠DAB=15°,由∠DAP=60°可以得出∠PAG=45°.由已知条件可以得出四边形ADPE是菱形,就有DO垂直平分AP,得到GP=AG,就有∠PAG=∠APG=45°,得出∠PGA=90°,设BG=t,在Rt△BPG中∠APG=60°,就可以求出BP=2t,PG=t,从而求得t的值,即可以求出结论.以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形为直角三角形,由已知条件可知四边形ADPE为菱形,可以得到∠ADO=∠AEH=30°,根据∠DAB=15°,可以求出∠AGO=45°,∠HAO=15°,∠EAH=45°.设AO=a,则AD=AE=2a,OD=a,得到DG=(-1)a,由∠DAB=15°,可以求出∠DHA=∠DAH=75°,求得GH=(3-)a,HE=2(-1)a,最后由勾股定理的逆定理就可以得出结论. 【解析】 (1)证明:∵△ABC、△APD和△APE是等边三角形, ∴AD=AP,∠DAP=∠BAC=60°,∠ADM=∠APN=60°, ∴∠DAM=∠PAN. 在△ADM和△APN中, ∵, ∴△ADM≌△APN, ∴AM=AN. (2)①∵△ABC、△ADP是等边三角形, ∴∠B=∠C=∠DAP=∠BAC=60°, ∴∠DAM=∠PAC, ∵∠ADM=∠B,∠DMA=∠BMP, ∴180-∠ADM-∠DMA=180-∠B-∠BMP, ∴∠DAM=∠BPM, ∴∠BPM=∠NAP, ∴△BPM∽△CAP, ∴, ∵BM=,AC=2,CP=2-x, ∴4x2-8x+3=0, 解得x1=,x2=. ②∵四边形AMPN的面积即为四边形ADPE与△ABC重叠部分的面积. ∵△ADM≌△APN, ∴S△ADM=S△APN, ∴S四边形AMPN=S△APM+S△APN=S△AMP+S△ADM=S△ADP. 过点P作PS⊥AB,垂足为S, 在Rt△BPS中,∵∠B=60°,BP=x, PS=BPsin60°=x,BS=BPcos60°=x, ∵AB=2, ∴AS=AB-BS=2-x, ∴AP2=AS2+PS2==x2-2x+4. 取AP的中点T,连接DT,在等边三角形ADP中,DT⊥AP, ∴S△ADP=AP.DT=AP×=, ∴S=S四边形AMPN=S△ADP==(0<x<2), ∴当x=1时,S的最小值是. ③连接PG,若∠DAB=15°, ∵∠DAP=60°, ∴∠PAG=45°. ∵△APD和△APE是等边三角形, ∴四边形ADPE是菱形, ∴DO垂直平分AP, ∴GP=AG, ∴∠PAG=∠APG=45°, ∴∠PGA=90°. 设BG=t,在Rt△BPG中,∠ABP=60°, ∴BP=2t,PG=t, ∴AG=PG=t, ∴t+t=2, 解得t=-1, ∴BP=2t=2-2. ∴当BP=2-2时,∠BAD=15°. 猜想:以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形为直角三角形. 设DE交AP于点O, ∵△APD和△APE是等边三角形, ∴AD=DP=AP=PE=EA, ∴四边形ADPE为菱形, ∴AO⊥DE,∠ADO=∠AEH=30°. ∵∠DAB=15°, ∴∠GAO=45°, ∴∠AGO=45°,∠HAO=15°, ∴∠EAH=45°. 设AO=a,则AD=AE=2a,GO=AO=a,OD=a. ∴DG=DO-GO=(-1)a. ∵∠DAB=15°,∠BAC=60°,∠ADO=30°, ∴∠DHA=∠DAH=75°. ∴DH=AD=2a, ∴GH=DH-DG=2a-(-1)a=(3-)a. HE=DE-DH=2DO-DH=2a-2a. ∵DG2+GH2=, HE2==. ∴DG2+GH2=HE2, ∴以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形为直角三角形.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图,小明想用所学的知识来测量湖心岛上的迎宾槐与湖岸上凉亭间的距离,他先在湖岸上的凉亭A处测得湖心岛上的迎宾槐C处位于北偏东65°方向,然后,他从凉亭A处沿湖岸向东方向走了100米到B处,测得湖心岛上的迎宾槐C处位于北偏东45°方向(点A、B、C在同一平面上),请你利用小明测得的相关数据,求湖心岛上的迎宾槐C处与湖岸上的凉亭A处之间的距离(结果精确到1米).(参考数据sin25°≈0.4226,cos25°≈0.9063,tan25°≈0.4663,sin65°≈0.5563,cos65°≈0.4226,tan65°≈2.1445)
manfen5.com 满分网
查看答案
有四张形状、大小和质地相同的卡片A、B、C、D,正面分别写有一个正多边形(所有正多边形的边长相等),把四张卡片洗匀后正面朝下放在桌面上,从中随机抽取一张(不放回),接着再随机抽取一张.
manfen5.com 满分网
(1)请你用画树形图或列表的方法列举出可能出现的所有结果;
(2)如果在(1)中各种结果被选中的可能性相同,求两次抽取的正多边形能构成平面镶嵌的概率;
(3)若两种正多边形构成平面镶嵌,p、q表示这两种正多边形的个数,x、y表示对应正多边形的每个内角的度数,则有方程px+qy=360,求每种平面镶嵌中p、q的值.
查看答案
学生的学习兴趣如何是每位教师非常关注的问题.为此,某校教师对该校部分学生的学习兴趣进行了一次抽样调查(把学生的学习兴趣分为三个层次,A层次:很感兴趣;B层次:较感兴趣;C层次:不感兴趣);并将调查结果绘制成了图①和图②的统计图(不完整).请你根据图中提供的信息,解答下列问题:
(1)此次抽样调查中,共调查了______名学生;
(2)图①、②补充完整;
(3)将图②中C层次所在扇形的圆心角的度数;
(4)根据抽样调查的结果,请你估计该校1200名学生中大约有多少名学生对学习感兴趣(包括A层次和B层次).
 manfen5.com 满分网
查看答案
如图,在方格纸中(小正方形的边长为1),反比例函数y=manfen5.com 满分网与直线的交点A、B均在格点上,根据所给的直角坐标系(O是坐标原点),解答下列问题:
(1)分别写出点A、B的坐标后,把直线AB向右平移5个单位,再向上平移5个单位,画出平移后的直线A′B′;
(2)若点C在函数y=manfen5.com 满分网的图象上,△ABC是以AB为底的等腰三角形,请写出点C的坐标.

manfen5.com 满分网 查看答案
先化简,再求值:manfen5.com 满分网,其中a=manfen5.com 满分网,b=manfen5.com 满分网
查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.