题目如图,
AC⊥BD于点
E,连结
AB,
CD,
AB=10,
BE=8,点
P在线段
AB上运动时(不与
A,
B重合),点
Q在线段
AC上,满足
CQ=56AP,连结
PQ.当
P为
AB中点时,
Q恰好与点
E重合.
(1)求
AC的长.
(2)若
∠C=∠B,
P运动到
AB中点时,求证:直线
PQ⊥CD.
(3)连结
BQ,当
△ABQ是等腰三角形时,请写出所有符合条件的
AP的长.

知识点:等边三角形的性质、根据实际问题列一次函数关系式、平行四边形的判定与性质章节:第5章 平行四边形 / 5.2 平行四边形的判定
答案与解析
答案
(1)如图
1,
∵AC⊥BD于点
E,
∴∠AEB=90∘,
∵AB=10,
BE=8,
∴AE=AB2−BE2=102−82=6,
∵当
P为
AB中点时,
Q恰好与点
E重合,且
CQ=56AP,
∴CE=CQ=56AP=56×21×10=6,
∴AC=AE+CE=6+6=12,
∴AC的长是
12.
(2)证明:由已知得,当
P为
AB中点时,
Q恰好与点
E重合,
如图
1,延长
PE交
CD于点
F,
∵∠AEB=90∘,
P为
AB中点,
∴PE=PB=21AB,
∴∠PEB=∠B,
∵∠C=∠B,
∴∠C=∠PEB,
∵∠CEB=90∘,
∴∠C+∠CEF=∠PEB+∠CEF=90∘,
∴∠CFE=90∘,
∴PE⊥CD,
∴PQ⊥CD.
(3)当
△ABQ是等腰三角形,且
AQ=AB时,如图
2,
∵AC=12,
AQ=AB=10,
∴CQ=AC−AQ=12−10=2,
∴CQ=56AP,
∴56AP=2,
∴AP=35;
当
△ABQ是等腰三角形,且
AQ=BQ时,如图
3,
∵BE2+EQ2=BQ2,且
BE=8,
EQ=6−CQ,
BQ=AQ=12−CQ,
∴82+(6−CQ)2=(12−CQ)2,
∴CQ=311,
∴56AP=311,
∴AP=1855;
∵BD垂直平分
AC,
∴若点
Q与点
C重合,则
AB=QB,
∵点
P不与
B重合,且
CQ=56AP,
∴点
Q不与点
C重合,
∴不存在
AB=QB的情况,
综上所述,
AP的长为
35或
1855.
解析
(1)如图
1,
∵AC⊥BD于点
E,
∴∠AEB=90∘,
∵AB=10,
BE=8,
∴AE=AB2−BE2=102−82=6,
∵当
P为
AB中点时,
Q恰好与点
E重合,且
CQ=56AP,
∴CE=CQ=56AP=56×21×10=6,
∴AC=AE+CE=6+6=12,
∴AC的长是
12.
(2)证明:由已知得,当
P为
AB中点时,
Q恰好与点
E重合,
如图
1,延长
PE交
CD于点
F,
∵∠AEB=90∘,
P为
AB中点,
∴PE=PB=21AB,
∴∠PEB=∠B,
∵∠C=∠B,
∴∠C=∠PEB,
∵∠CEB=90∘,
∴∠C+∠CEF=∠PEB+∠CEF=90∘,
∴∠CFE=90∘,
∴PE⊥CD,
∴PQ⊥CD.
(3)当
△ABQ是等腰三角形,且
AQ=AB时,如图
2,
∵AC=12,
AQ=AB=10,
∴CQ=AC−AQ=12−10=2,
∴CQ=56AP,
∴56AP=2,
∴AP=35;
当
△ABQ是等腰三角形,且
AQ=BQ时,如图
3,
∵BE2+EQ2=BQ2,且
BE=8,
EQ=6−CQ,
BQ=AQ=12−CQ,
∴82+(6−CQ)2=(12−CQ)2,
∴CQ=311,
∴56AP=311,
∴AP=1855;
∵BD垂直平分
AC,
∴若点
Q与点
C重合,则
AB=QB,
∵点
P不与
B重合,且
CQ=56AP,
∴点
Q不与点
C重合,
∴不存在
AB=QB的情况,
综上所述,
AP的长为
35或
1855.