已知,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,P是AB中点,PM⊥PN。

(1)试确定AM,AC,BN三者数量关系;

(2)在MN延长线取一点Q,使得∠QBC=30°,补齐图形,求证:QB=MC;

(3)在(2)的基础上,∠MNP的平分线交CP于E,若QB=2,MN=(2√21)/3,求PE的长。

初数常用定理(初数暴力解题法)(1)

(1)不妨以点P为原点,AB为x轴建立直角坐标系,

令AC=a,AM=b,则可得A(-a,0),B(a,0),C(-a/2,√3a/2),

M(b/2-a,√3b/2)

根据坐标点可得直线BC:y=-√3/3x √3/3a

可令点N(x,-√3/3x √3/3a)

可得向量MP(b/2-a,√3b/2),向量NP(x,-√3/3x √3/3a)

∵ MP⊥NP

∴MP*NP =(b/2-a)x √3b/2(-√3/3x 3/3a)=0

解得:x=b/2,y=√3/6(2a-b),即N(b/2,√3/6(2a-b))

则向量NB(b/2-a,√3/6(2a-b))

可求得长度=√3/3(2a-b)

即BN=√3/3(2AC-AM)

(2)

初数常用定理(初数暴力解题法)(2)

过M作MD垂直AB交于点D,过N作NF垂直AB交于点F,

∵MP垂直NP,∠MPN=90°

∴∠MPA ∠NPB=90°

在△MDP中,∠DMP ∠MPA =90°,可得∠DMP=∠NPB·

∴△MDP∽△PFN

可得MD/PF=MP/PN

由(1)知,MD=√3AD=√3PF

可得MP/PN=√3

∴在Rt△MNP中,∠MNP=60°

在BA上取点Q”,使得BQ”=BQ,连接QQ”,

在四边形NQBQ”中,可知BN垂直平分QQ”

则∠BNQ=∠BNQ”,NQ”=NQ,

在Rt△BNF中,∠FNQ” ∠BNQ”=60°

∠PNQ=120°,

∴∠PNF ∠BNQ”=60°,

∴∠PNF=∠FNQ”

可得△PNF≌△FNQ”,

则PF=FQ”,

QB= Q”B =PB-PQ”=AC-2PF=AC-2AD=AC-AM=MC

即证明。

3)

初数常用定理(初数暴力解题法)(3)

已知MC=QB=2,MN=2√21/3,则PN=√21/3,MP=√7,PG=√7/3

由MC=2,MN=2√21/3,可得CN=4√3/3

Cos∠CNP=(CN^2 NP^2-CP^2)/(2*CN*NP)

Cos∠CMP=(CM^2 MP^2-CP^2)/(2*CM*MP)= Cos(180°-∠CNP)=- Cos∠CNP

解得CP=3,

根据正弦定理可知

GE/(sin∠CPM)=PE/(sin60°)=GP/(sin⁡(120°-∠CPM))

可知cos∠CPM=√7/7,则sin∠CPM=√42/7

可得PE=7/(3 3√2)

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