已知四边形ABCD是边长为2的正方形,以AB为直径在正方形内作半圆,P是半圆上的动点(不与点A、B重合),
连接PA、PB、PC、PD.当PA的长度等于多少时,∠PAD=60°;当PA的长度等于,△PAD是等腰三角形请详细解说第二个答案注意!边长为2。...
连接PA、PB、PC、PD.
当PA的长度等于多少 时,∠PAD=60°;当PA的长度等于,△PAD是等腰三角形
请详细解说第二个答案
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当PA的长度等于多少 时,∠PAD=60°;当PA的长度等于,△PAD是等腰三角形
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第一个问题:
∵ABCD是正方形,∴∠BAD=90°。
∴要使∠PAD=60°,就需要∠PAB=30°。
∵AB是直径,∴AP⊥BP,∴此时PA=(√3/2)AB=(√3/2)×2=√3。
即:当PA为√3 时,∠PAD=60°。
第二个问题:
一、当AD=PA时。
∵ABCD是正方形,∴AD=AB,又AD=PA,∴AB=PA。
∵AB是直径,∴PA⊥PB,∴AB是Rt△ABP的斜边。
在直角三角形中,斜边等于直角边显然是不可能的,∴AB=PA是错误的。
即AD=PA是错误的,∴这种情况应舍去。
二、当AD=PD时。
令AB的中点为E,再令PA与DE的交点为F。
∵AD=PD、AE=PE,∴DE是AP的垂直平分线,∴AF⊥DE、AF=PA/2。
∵ABCD是正方形,∴AD=AB=2、AD⊥AE。
∴由勾股定理,有:DE=√(AD^2+AE^2)=√(4+1)=√5。
又DE×AF=AD×AE,∴AF=AD×AE/DE=2×1/√5=2√5/5,∴PA/2=2√5/5,
∴PA=4√5/5。
即:当PA的长度为4√5/5时,△PAD是等腰三角形。
三、当PA=PD时。
∵PA=PD,∴∠PDA=∠PAD。
∵∠BAD=90°,∴∠PAD+∠PAB=90°。
∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴∠PBA+∠PAB=90°。
由∠PAD+∠PAB=90°、∠PBA+∠PAB=90°,得:∠PBA=∠PAD=∠PDA,
∴△PAB的外接圆与△PAD的外接圆是等圆,又AB=AD,∴∠APB=∠APD=90°,
∴P在BD上,而AP⊥BP,∴P是BD的中点,∴PA=AB/√2=2/√2=√2。
即:当PA的长度为√2时,△PAD是等腰三角形。
综上一、二、三所述,得:当PA的长度为 4√5/5 或 √2 时,△PAD是等腰三角形。
∵ABCD是正方形,∴∠BAD=90°。
∴要使∠PAD=60°,就需要∠PAB=30°。
∵AB是直径,∴AP⊥BP,∴此时PA=(√3/2)AB=(√3/2)×2=√3。
即:当PA为√3 时,∠PAD=60°。
第二个问题:
一、当AD=PA时。
∵ABCD是正方形,∴AD=AB,又AD=PA,∴AB=PA。
∵AB是直径,∴PA⊥PB,∴AB是Rt△ABP的斜边。
在直角三角形中,斜边等于直角边显然是不可能的,∴AB=PA是错误的。
即AD=PA是错误的,∴这种情况应舍去。
二、当AD=PD时。
令AB的中点为E,再令PA与DE的交点为F。
∵AD=PD、AE=PE,∴DE是AP的垂直平分线,∴AF⊥DE、AF=PA/2。
∵ABCD是正方形,∴AD=AB=2、AD⊥AE。
∴由勾股定理,有:DE=√(AD^2+AE^2)=√(4+1)=√5。
又DE×AF=AD×AE,∴AF=AD×AE/DE=2×1/√5=2√5/5,∴PA/2=2√5/5,
∴PA=4√5/5。
即:当PA的长度为4√5/5时,△PAD是等腰三角形。
三、当PA=PD时。
∵PA=PD,∴∠PDA=∠PAD。
∵∠BAD=90°,∴∠PAD+∠PAB=90°。
∵AB是直径,∴∠APB=90°,∴∠PBA+∠PAB=90°。
由∠PAD+∠PAB=90°、∠PBA+∠PAB=90°,得:∠PBA=∠PAD=∠PDA,
∴△PAB的外接圆与△PAD的外接圆是等圆,又AB=AD,∴∠APB=∠APD=90°,
∴P在BD上,而AP⊥BP,∴P是BD的中点,∴PA=AB/√2=2/√2=√2。
即:当PA的长度为√2时,△PAD是等腰三角形。
综上一、二、三所述,得:当PA的长度为 4√5/5 或 √2 时,△PAD是等腰三角形。
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