Question

在矩形ABCD中，點E是AD邊上一點，連接BE，且BE=2AE，BD是∠EBC的平分線．點P從點E出發(fā)沿射線ED運動，過點P作PQ∥BD交直線BE于點Q．
（1）當點P在線段ED上時（如圖1），求證：BE=PD+PQ；
（2）當點P在線段ED的延長線上時（如圖2），請你猜想BE，PD，PQ三者之間的數(shù)量關(guān)系（直接寫出結(jié)果，不需說明理由）；
（3）當點P運動到線段ED的中點時（如圖3），連接QC，過點P作PF⊥QC，垂足為F，PF交BD于點G．若BC=12，求線段PG的長．

Answer 1

證明：（1）如圖1，∵四邊形ABCD是矩形．
∴∠A=∠ABC=∠C=90°，AD∥BC．
∴∠EDB=∠DBC．
∵BE=2AE．
∴∠ABE=30°．
∴∠EBC=∠ABC-∠ABE=60度．
∵BD是∠EBC的平分線．
∴∠EBD=∠DBC=∠EBC=∠EDB=30度．
∴EB=ED．
∵PQ∥BD．
∴∠EQP=∠EBD，∠EPQ=∠EDB．
∴∠EPQ=∠EQP=30°．
∴EQ=EP．
過點E作EM⊥QP垂足為M．
∴PQ=2PM．
∵PM=PE•cos∠EPM=PE•cos30°=PE．
∴．
∵BE=DE=PD+PE，∴．

（2）解：當點P在線段ED的延長線上時，猜想：．

（3）解：連接PC交BD于點N（如圖3）
∵點P是線段ED的中點，BE=DE=2AE，BC=12．
∴EP=PD=4．
∵．
∴，．
∴．
∴∠DPC=60度．
∵PQ∥BD，
∴．
∵∠QPC=180°-∠EPQ-∠DPC=90°，∠PND=∠PNG=90度．
∴，．
∵∠PGN=90°-∠FPC，∠PCF=90°-∠FPC．
∴∠PGN=∠PCF．
∵∠PND=∠QPG=90°．
∴△PNG∽△QPC．
∴．
∴．
分析：（1）根據(jù)BE=2AE，BD是∠EBC的平分線可知∠ABE=30°，通過PQ∥BD，得到EQ=EP．過點E作EM⊥QP垂足為M構(gòu)造直角三角形，利用三角函數(shù)或直角三角形的三邊關(guān)系得到PE=PQ．那么BE=DE=PD+PE=PD+PQ；
（2）直接有（1）中的思路和圖形上線段之間的關(guān)系可猜得BE=PQ-PD；
（3）先連接PC交BD于點N，構(gòu)造直角三角形，利用三角函數(shù)求得∠DPC=60°，再證明△PNG∽△QPC，利用其比例線段可求得PG=．
點評：主要考查了角平分線的性質(zhì)和矩形的性質(zhì)以及相似三角形的性質(zhì)．解題的關(guān)鍵是能夠通過作輔助線構(gòu)造直角三角形，利用三角函數(shù)或直角三角形的特殊性質(zhì)以及相似三角形中的成比例線段求位置線段的長度或比值．