如图，点 $P$ 为矩形 $ABCD$ 内一点，$\angle PAB=20^\circ$，$\angle PBA=10^\circ$，$\angle APD=70^\circ$，则 $\angle BPC=$ ．
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$40^\circ$
【解析】
如图，将 $P$ 平移到 $Q$，使得 $PQ$ 与 $AB$ 平行且相等，连接 $QP,QC,QB$．
设 $\angle CPQ=x$，则根据角元塞瓦定理，有\[\dfrac{\sin\angle BPQ}{\sin\angle QPC}\cdot \dfrac{\sin\angle PCQ}{\sin\angle QCB}\cdot \dfrac{\sin \angle CBQ}{\sin\angle QBP}=1,\]即\[\dfrac{\sin 10^\circ}{\sin x}\cdot \dfrac{\sin (130^\circ-x)}{\sin 40^\circ}\cdot \dfrac{\sin 70^\circ}{\sin 150^\circ}=1,\]也即\[\dfrac{\sin(x+50^\circ)}{\sin x}=\dfrac{\sin 40^\circ\cdot \sin 30^\circ}{\sin 10^\circ\cdot \sin 70^\circ},\]也即\[\dfrac{\sin (x+50^\circ)}{\sin x}=\dfrac{\sin 80^\circ}{\sin 30^\circ},\]也即\[\cos(80^\circ-x)=\cos(x+20^\circ),\]解得 $x=30^\circ$，于是 $\angle BPC=40^\circ$．
设 $\angle CPQ=x$，则根据角元塞瓦定理，有\[\dfrac{\sin\angle BPQ}{\sin\angle QPC}\cdot \dfrac{\sin\angle PCQ}{\sin\angle QCB}\cdot \dfrac{\sin \angle CBQ}{\sin\angle QBP}=1,\]即\[\dfrac{\sin 10^\circ}{\sin x}\cdot \dfrac{\sin (130^\circ-x)}{\sin 40^\circ}\cdot \dfrac{\sin 70^\circ}{\sin 150^\circ}=1,\]也即\[\dfrac{\sin(x+50^\circ)}{\sin x}=\dfrac{\sin 40^\circ\cdot \sin 30^\circ}{\sin 10^\circ\cdot \sin 70^\circ},\]也即\[\dfrac{\sin (x+50^\circ)}{\sin x}=\dfrac{\sin 80^\circ}{\sin 30^\circ},\]也即\[\cos(80^\circ-x)=\cos(x+20^\circ),\]解得 $x=30^\circ$，于是 $\angle BPC=40^\circ$．
题目
答案
解析
备注
