Question

【題目】在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，AC＝1，記∠ABC＝α，點(diǎn)D為射線(xiàn)BC上的動(dòng)點(diǎn)，連接AD，將射線(xiàn)DA繞點(diǎn)D順時(shí)針旋轉(zhuǎn)α角后得到射線(xiàn)DE，過(guò)點(diǎn)A作AD的垂線(xiàn)，與射線(xiàn)DE交于點(diǎn)P，點(diǎn)B關(guān)于點(diǎn)D的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為Q，連接PQ．

（1）當(dāng)△ABD為等邊三角形時(shí)，

①依題意補(bǔ)全圖1；

②PQ的長(zhǎng)為　 　；

（2）如圖2，當(dāng)α＝45°，且BD＝時(shí)，求證：PD＝PQ；

（3）設(shè)BC＝t，當(dāng)PD＝PQ時(shí)，直接寫(xiě)出BD的長(zhǎng)．（用含t的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】（1）①詳見(jiàn)解析；②2；（2）詳見(jiàn)解析；（3）BD＝．

【解析】

（1）①根據(jù)題意畫(huà)出圖形即可．

②解直角三角形求出PA，再利用全等三角形的性質(zhì)證明PQ＝PA即可．

（2）作PF⊥BQ于F，AH⊥PF于H．通過(guò)計(jì)算證明DF＝FQ即可解決問(wèn)題．

（3）如圖3中，作PF⊥BQ于F，AH⊥PF于H．設(shè)BD＝x，則CD＝x﹣t， ，利用相似三角形的性質(zhì)構(gòu)建方程求解即可解決問(wèn)題．

（1）解：①補(bǔ)全圖形如圖所示：

②∵△ABD是等邊三角形，AC⊥BD，AC＝1

∴∠ADC＝60°，∠ACD＝90°

∴

∵∠ADP＝∠ADB＝60°，∠PAD＝90°

∴PA＝ADtan60°＝2

∵∠ADP＝∠PDQ＝60°，DP＝DP．DA＝DB＝DQ

∴△PDA≌△PDQ（SAS）

∴PQ＝PA＝2．

（2）作PF⊥BQ于F，AH⊥PF于H，如圖：

∵PA⊥AD，

∴∠PAD＝90°

由題意可知∠ADP＝45°

∴∠APD＝90°﹣45°＝45°＝∠ADP

∴PA＝PD

∵∠ACB＝90°

∴∠ACD＝90°

∵AH⊥PF，PF⊥BQ

∴∠AHF＝∠HFC＝∠ACF＝90°

∴四邊形ACFH是矩形

∴∠CAH＝90°，AH＝CF

∵∠ACH＝∠DAP＝90°

∴∠CAD＝∠PAH

又∵∠ACD＝∠AHP＝90°

∴△ACD≌△AHP（AAS）

∴AH＝AC＝1

∴CF＝AH＝1

∵，BC＝1，B，Q關(guān)于點(diǎn)D對(duì)稱(chēng)

∴，

∴

∴F為DQ中點(diǎn)

∴PF垂直平分DQ

∴PQ＝PD．

（3）如圖3中，作PF⊥BQ于F，AH⊥PF于H．設(shè)BD＝x，則CD＝x﹣t，

∵PD＝PQ，PF⊥DQ

∴

∵四邊形AHFC是矩形

∴

∵△ACB∽△PAD

∴

∴

∴

∵△PAH∽△DAC

∴

∴

解得

∴．

故答案是：（1）①詳見(jiàn)解析；②2；（2）詳見(jiàn)解析；（3）．