操作:在△ABC中,AC=BC=2,∠C=90°,将一块等腰直角三角板的直角顶点放在斜边AB的中点P处,将三角板绕点P旋转,三角板的两直角边分别交射线AC、CB于D、E两点,如图3-1-13①②③是旋转三角板得到的图形中的3种情况,
由①②③研究:(1)三角板绕点P旋转,观察线段PD和PE之间有什么数量关系?并结合图①加以证明。
(2)三角板绕点P旋转,△PBE是否能成为等腰三角形?若能,指出所有情况(即写出△PBE为等腰三角形时CE的长;若不能,请说明理由)。
(3)若将三角板的直角顶点放在斜边AB上的M处,且AM:MB=1:3,和前面一样操作,试问线段MD和ME之间有什么数量关系?并结合图④加以证明。
![]()
![]()
![]()
![]()
解:(1)连接PC,因为△ABC是等腰直角三角形,P是AB的中点,所以CP=PB,CP⊥AB,∠ACP=
∠ACP=45°,即∠ACP=∠B=45°,又因为∠DPC+∠CPE=∠BPE+∠CPE=90°,
所以∠DPC=∠BPE,即△PCD≌△PBE,所以PD=PE。…………………3分
(2)共有四种情况:①当点C与点E重合,即CE=0时,PE=PB,②当CE=2-
时,此时PB=BE;③当CE=1时,此时PE=BE;④当E在CB的延长线上,且CE=2+
时,此时PB=EB。…6分
(3)MD:ME=1:3,…………………7分
证明如下:过点M作MF⊥AC,MH⊥BC,垂足分别是F、H,所以MH∥AC,MF∥BC,即四边形CFMH是平行四边形,因为∠C=90°,所以□CFMH是矩形,即∠FMH=90°,MF=CH,因为
,
而HB=MH,所以
…………………9分,
因为∠DMF+∠DMH=∠DMH+∠EMH=90°,所以∠DMF=∠EMH,因为∠MFD=∠EMH=90°,所以△MDF∽△MEH,即
…………………10分
解析:略