请阅读下列材料: 问题:如图1,在菱形ABCD和菱形BEFG中,点A、B、E在同一条直线上,P是线段DF的中点,连结

作者&投稿:逯燕 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
问题:如图1,在菱形ABCD和菱形BEFG中,点A,B,E在同一条直线上,P是线段DF的中点,连结PG,PC,若∠ABC~

解:(1)线段PG与PC的位置关系是 ; ;(2)猜想:(1)中的结论没有发生变化. 证明:如图,延长GP交AD于点H,连结 . P是线段DF的中点, 由题意可知 四边形ABCD是菱形, 由 ,且菱形BEFG的对角线BF恰好与菱形ABCD的边AB在同一条直线上,可得 四边形BEFG是菱形, 即 ;(3) 。

解答:解:(1)延长GP交CD于H,∵CD∥AB∥GF,∴∠PDH=∠PFG,∵P是线段DF的中点,∴PD=PF,在△PGF和△PHD中,∠PDH=∠PFGPD=PF∠DPH=∠FPG,∴△PGF≌△PHD(ASA),∴PH=PG,DH=FG,∵CH=CD-DH,CG=BC-BG,BC-CD,BG=FG,∴CH=CG,∴PG⊥PC,∠PCG=∠PCH,∵∠ABC=∠BEF=60°,∴∠BCD=180°-60°=120°,∴∠PCG=12×120°=60°,∴PGPC=tan60°=3;(2)猜想:(1)中的结论没有变化.证明:延长GP交AD于点H,连接CH,CG(如图所示).∵P是线段DF的中点,∴FP=DP,由题意可知AD∥FG,故∠GFP=∠HDP,在△PGF和△PHD中,∠GPF=∠DPHPD=PF∠GFP=∠HDP,∴△PGF≌△PHD(ASA),∴GF=HD,PH=PG,∵四边形ABCD是菱形,∴CD=CB,∠HDC=∠ABC=60°,∵BF、AB在同一条直线上,∴∠GBC=60°,∴∠HDC=∠GBC=60°,∵(菱形)GF=GB,∴DH=GB,在△HDC和△GBC中,BC=CD∠HDC=∠GBCDH=GB,∴△HDC≌△GBC(SAS),∴CH=CG,∠DCH=∠BCG,∴∠DCH+∠HCB=∠BCG+∠HCB=120°.即∠HCG=120°,∵CH=CG,PH=PG,∴PG⊥PC,∠GCP=∠HCP=60°,∴PGPC=tan60°=3;(3)延长GP至H,使PH=PG,连接CH,DH,CG,∵P是线段DF的中点,∴FP=DP,在△PGF和△PHD中,FP=DP∠DPH=∠FPGPH=PG,∴△PGF≌△PHD(SAS),∴GF=HD,∠PDH=∠PFG,∴DH=BG,DH∥GF,∵BE∥GF,∴DH∥BE,又∵CD∥AB,∴∠CDH+∠ABE=180°,∵∠ABC+∠CBG+∠EBG+∠ABE=360°,∠ABC+∠EBG=180°,∴∠CBG+∠ABE=180°,∴∠CDH=∠CBG,在△HDC和△GBC中,BC=DC∠CDH=∠CBGDH=BG,∴△HDC≌△GBC(SAS),∴CH=CG,∠DCH=∠BCG,又∵∠ABC=∠BEF=2α,∴∠DCH+∠HCB=∠BCG+∠HCB=∠BCD=180°-2α,∴∠HCG=180°-2α,∵CH=CG,PH=PG,∴PG⊥PC,∠GCP=∠HCP=12(180°-2α)=90°-α,∴PGPC=tan(90°-α).

1.垂直,√3
按照小聪的思路作完图之后,GF平行于AB平行于CD,P又是中点,角HDP=角GFP,角HPD=角GPE,P为中点,所以三角形HDP全等于三角形GFP,这样DH=GF,所以CH=CG,则有等腰三角形CHG,有P为HG中点,所以PC⊥PG,因为菱形ABCD角ABC=60度所以角DCB=120度 CP为角平分线,角PCG=60度PG:PC=√3

2.
应该还有二问:
(2)将图1中的菱形BEFG绕点B顺时针旋转,使菱形BEFG的对角线BF恰好与菱形ABCD的边AB在同一条直线上,其他条件不变(如图2)。你在(1)中得到的结论是否会发生变化?写出你的猜想并加以证明。
(3)若图1中∠ABC=∠BEF=2a(0<a<90°),将菱形BEFG绕点B顺时针旋转任意角度,原问题中的其他条件不变,请你直接写出PG:PC的值(用含a的式子来表示),

(2) 结论不变。延长CP交AB于M,连CG,MG。因为P是DF重点,所以DC=MF,CP=MP。有MF=CD=BC。考虑三角形CGB与三角形MGF,有BC=MF,∠CBG=∠MFG=60°,BG=GF,因此两三角形全等。从而CG=MG,∠CGB=∠MGF。因为∠CGB=∠CGM+∠GMB=∠MGF=∠FGB+∠BGM,因此∠CGM=∠FGB=60°,又有CG=GM,所以三角形CGM是等边三角形,且P是CM中点,从而原结论在此也成立。

(3) 延长CP至M,使PM=PC,连MF交BG于N。易知CD‖MF‖AB。与上小问类似,可知MF=DC=BC,FG=BG。因为MF‖AB,有∠ABG=∠MNG,而∠ABG=∠ABC+∠CBG,∠MNG=∠BGF+∠GFM。因为∠ABC=∠BEF=∠BGF,所以∠CBG=∠MFG。又有BG=FG,MF=BC,所以三角形CBG与三角形MFG全等。因此与上小问类似,有CG=MG,∠CGM=∠FGB=2a。因此∠CGP=a且PG⊥PC,因此PG:PC=cot(a).

解:(1)∵CD∥GF,∠PDH=∠PFG,∠DHP=∠PGF,DP=PF,
∴△DPH≌△FGP,
∴PH=PG,DH=GF,
∵CD=BC,GF=GB=DH,
∴CH=CG,
∴CP⊥HG,∠ABC=60°,
∴∠DCG=120°,
∴∠PCG=60°,
∴PG:PC=tan60°=
3

∴线段PG与PC的位置关系是PG⊥PC,
PG
PC
=
3


(2)猜想:(1)中的结论没有发生变化.
证明:如图2,延长GP交AD于点H,连接CH,
∵P是线段DF的中点,
∴FP=DP,
∵AD∥GF,
∴∠HDP=∠GFP,
∵∠GPF=∠HPD,
∴△GFP≌△HDP(ASA),
∴GP=HP,GF=HD,
∵四边形ABCD是菱形,
∴CD=CB,∠HDC=∠ABC=60°,
∵∠ABC=∠BEF=60°,菱形BEFG的对角线BF恰好与菱形ABCD的边AB在同一条直线上,
∴∠GBF=60°,
∴∠HDC=∠GBF,
∵四边形BEFG是菱形,
∴GF=GB,
∴HD=GB,
∴△HDC≌△PGF,
∴∠HCD=120°,
∵CH=GB,PH=PG,
∴PG⊥PC,∠GCP=∠HCP=60°,

PG
PC
=
3


(3)∵∠ABC=∠BEF=2α(0°<α<90°),
∴∠PCG=90°-α,
由(1)可知:PG:PC=tan(90°-α),

PG
PC
=tan(90°-α).

1.垂直,√3
按照小聪的思路作完图之后,GF平行于AB平行于CD,P又是中点,角HDP=角GFP,角HPD=角GPE,P为中点,所以三角形HDP全等于三角形GFP,这样DH=GF,所以CH=CG,则有等腰三角形CHG,有P为HG中点,所以PC⊥PG,因为菱形ABCD角ABC=60度所以角DCB=120度 CP为角平分线,角PCG=60度PG:PC=√3

2(2)将图1中的菱形BEFG绕点B顺时针旋转,使菱形BEFG的对角线BF恰好与菱形ABCD的边AB在同一条直线上,其他条件不变(如图2)。你在(1)中得到的结论是否会发生变化?写出你的猜想并加以证明。
(3)若图1中∠ABC=∠BEF=2a(0<a<90°),将菱形BEFG绕点B顺时针旋转任意角度,原问题中的其他条件不变,请你直接写出PG:PC的值(用含a的式子来表示),

(2) 结论不变。延长CP交AB于M,连CG,MG。因为P是DF重点,所以DC=MF,CP=MP。有MF=CD=BC。考虑三角形CGB与三角形MGF,有BC=MF,∠CBG=∠MFG=60°,BG=GF,因此两三角形全等。从而CG=MG,∠CGB=∠MGF。因为∠CGB=∠CGM+∠GMB=∠MGF=∠FGB+∠BGM,因此∠CGM=∠FGB=60°,又有CG=GM,所以三角形CGM是等边三角形,且P是CM中点,从而原结论在此也成立。

(3) 延长CP至M,使PM=PC,连MF交BG于N。易知CD‖MF‖AB。与上小问类似,可知MF=DC=BC,FG=BG。因为MF‖AB,有∠ABG=∠MNG,而∠ABG=∠ABC+∠CBG,∠MNG=∠BGF+∠GFM。因为∠ABC=∠BEF=∠BGF,所以∠CBG=∠MFG。又有BG=FG,MF=BC,所以三角形CBG与三角形MFG全等。因此与上小问类似,有CG=MG,∠CGM=∠FGB=2a。因此∠CGP=a且PG⊥PC,因此PG:PC=cot(a).


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