Question

已知在△ABC中，∠ABC=90°，AB=3，BC=4．点Q是线段AC上的一个动点，过点Q作AC的垂线交线段AB（如图1）或线段AB的延长线（如图2）于点P．

（1）当点P在线段AB上时，求证：△AQP∽△ABC；

（2）当△PQB为等腰三角形时，求AP的长．

Answer

（1）证明见解析；（2）或6.

【解析】

试题分析：（1）由两对角相等（∠APQ=∠C，∠A=∠A），证明△APQ∽△ABC；（2）当△PQB为等腰三角形时，有两种情况，需要分类讨论：（I）当点P在线段AB上时，如题图1所示，由△APQ∽△ABC计算AP的长，（II）当点P在线段AB的延长线上时，如题图2所示，利用角之间的关系，证明点B为线段AP的中点，从而可以求出AP.

试题解析：（1）∵∠A+∠APQ=90°，∠A+∠C=90°，∴∠APQ=∠C.

在△APQ与△ABC中，∵∠APQ=∠C，∠A=∠A，∴△APQ∽△ABC.

（2）在Rt△ABC中，AB=3，BC=4，由勾股定理得：AC=5.

∵∠BPQ为钝角，∴当△PQB为等腰三角形时，只可能是PB=PQ.

（I）当点P在线段AB上时，如题图1所示，

由（1）可知，△APQ∽△ABC，∴，即，解得：.

∴.

（II）当点P在线段AB的延长线上时，如题图2所示,

∵BP=BQ，∴∠BQP=∠P.

∵∠BQP+∠AQB=90°，∠A+∠P=90°，∴∠AQB=∠A. ∴BQ=AB.

∴AB=BP，点B为线段AB中点.

∴AP=2AB=2×3=6.

综上所述，当△PQB为等腰三角形时，AP的长为或6.

考点：1.相似三角形的判定和性质；2.勾股定理；3.等腰三角形的性质；4.直角三角形斜边上中线的性质；5.分类思想的应用.