Question

【題目】已知直線m∥n，點(diǎn)C是直線m上一點(diǎn)，點(diǎn)D是直線n上一點(diǎn)，CD與直線m、n不垂直，點(diǎn)P為線段CD的中點(diǎn)．

（1）操作發(fā)現(xiàn)：直線l⊥m，l⊥n，垂足分別為A、B，當(dāng)點(diǎn)A與點(diǎn)C重合時(shí)（如圖①所示），連接PB，請(qǐng)直接寫(xiě)出線段PA與PB的數(shù)量關(guān)系：　 　．

（2）猜想證明：在圖①的情況下，把直線l向上平移到如圖②的位置，試問(wèn)（1）中的PA與PB的關(guān)系式是否仍然成立？若成立，請(qǐng)證明；若不成立，請(qǐng)說(shuō)明理由．

（3）延伸探究：在圖②的情況下，把直線l繞點(diǎn)A旋轉(zhuǎn)，使得∠APB=90°（如圖③所示），若兩平行線m、n之間的距離為2k．求證：PAPB=kAB．

Answer 1

【答案】PA=PB；成立；PA=PB．

【解析】試題分析：（1）根據(jù)三角形CBD是直角三角形，而且點(diǎn)P為線段CD的中點(diǎn)，應(yīng)用直角三角形的性質(zhì)，可得PA=PB，據(jù)此解答即可．（2）首先過(guò)C作CE⊥n于點(diǎn)E，連接PE，然后分別判斷出PC=PE、∠PCA=∠PEB、AC=BE；然后根據(jù)全等三角形判定的方法，判斷出△PAC∽△PBE，即可判斷出PA=PB仍然成立．（3）首先延長(zhǎng)AP交直線n于點(diǎn)F，作AE⊥BD于點(diǎn)E，然后根據(jù)相似三角形判定的方法，判斷出△AEF∽△BPF，即可判斷出AFBP=AEBF，再個(gè)AF=2PA，AE=2k，BF=AB，可得2PAPB=2k．AB，所以PAPB=kAB，據(jù)此解答即可

試題解析：（1）∵l⊥n， ∴BC⊥BD， ∴三角形CBD是直角三角形， 又∵點(diǎn)P為線段CD的中點(diǎn)，

∴PA=PB．

把直線l向上平移到如圖②的位置，PA=PB仍然成立，理由如下：

如圖②，過(guò)C作CE⊥n于點(diǎn)E，連接PE，

，

∵三角形CED是直角三角形，點(diǎn)P為線段CD的中點(diǎn)， ∴PD=PE， 又∵點(diǎn)P為線段CD的中點(diǎn)，

∴PC=PD， ∴PC=PE； ∵PD=PE， ∴∠CDE=∠PEB， ∵直線m∥n， ∴∠CDE=∠PCA，

∴∠PCA=∠PEB， 又∵直線l⊥m，l⊥n，CE⊥m，CE⊥n， ∴l(xiāng)∥CE， ∴AC=BE，

在△PAC和△PBE中，∴△PAC∽△PBE， ∴PA=PB．

（3）如圖③，延長(zhǎng)AP交直線n于點(diǎn)F，作AE⊥BD于點(diǎn)E，

，

∵直線m∥n， ∴， ∴AP=PF， ∵∠APB=90°， ∴BP⊥AF， 又∵AP=PF， ∴BF=AB；

在△AEF和△BPF中，∴△AEF∽△BPF， ∴， ∴AFBP=AEBF，

∵AF=2PA，AE=2k，BF=AB， ∴2PAPB=2k．AB， ∴PAPB=kAB． ∴PA=PB