如图,边长为 $2\sqrt 2$ 的正方形 $ABCD$ 中,$P$ 是对角线 $AC$ 上的一个动点(点 $P$ 与 $A,C$ 不重合),连接 $BP$,将 $BP$ 绕点 $B$ 顺时针旋转 $90^\circ$ 到 $BQ$.连接 $QP$,$QP$ 与 $BC$ 交于点 $E$.$QP$ 延长线与 $AD$(或 $AD$ 延长线)交于点 $F$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何模型
    >
    一线三等角模型
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何模型
    >
    对角互补模型
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何模型
    >
    共顶点模型
  1. 设 $AP=x,CE=y$,试写出 $y$ 关于 $x$ 的函数关系式;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何模型
      >
      一线三等角模型
    答案
    $y=-\dfrac{\sqrt 2}4x^2+\sqrt 2x$
    解析
    由题意可得 $\triangle PBQ$ 为等腰直角三角形,
    所以 $\angle BPQ=45^\circ=\angle ACB=\angle CAB$.
    由“一线三等角模型”可得 $\triangle ABP\backsim \triangle CPE$,
    从而 $\dfrac{AP}{CE}=\dfrac{AB}{CP}$,
    所以 $\dfrac{x}{y}=\dfrac{2\sqrt 2}{4-x}$,即 $y=-\dfrac{\sqrt 2}4x^2+\sqrt 2x$.
  2. 猜想 $PF$ 与 $EQ$ 的数量关系,并证明你的结论.
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何模型
      >
      对角互补模型
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何模型
      >
      共顶点模型
    答案
    $EQ=PF$
    解析
    如图,过点 $P$ 作 $PG\perp PF$ 交 $AB$ 于点 $G$.由“对角互补模型”可得 $PF=PG$.
    因为 $\angle PBQ=\angle ABC=90^\circ$,
    所以 $\angle PBG=\angle QBE$.
    而 $\angle GPB=\angle GPQ-\angle BPQ=45^\circ=\angle Q$,
    又 $BP=BQ$,
    所以 $\triangle PBG\cong \triangle QBE$,
    从而 $EQ=GP=PF$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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