25. (本小题14分)已知四边形$ ABCD $是边长为4的正方形,$ P $为射线$ BC $上的一个动点,延长$ CD $至点$ E $,使$ DE = BP $,连接$ AE $,$ AP $,以$ AE $,$ AP $为边作平行四边形$ APFE $,直线$ PF $和直线$ CD $相交于点$ M $。
(1)如图,当点$ P $在边$ BC $上时,判断四边形$ APFE $的形状,并说明理由;
(2)在(1)的条件下,若$ P $为$ BC $的中点,求点$ F $到边$ CD $的距离;
(3)若$ CP = 2 $,求$ CM $的长。

(1)如图,当点$ P $在边$ BC $上时,判断四边形$ APFE $的形状,并说明理由;
(2)在(1)的条件下,若$ P $为$ BC $的中点,求点$ F $到边$ CD $的距离;
(3)若$ CP = 2 $,求$ CM $的长。
答案
(1)菱形;(2)2;(3)1或3。
解析
(1) 菱形。理由:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠ABP=∠ADE=90°。∵DE=BP,∴△ABP≌△ADE(SAS),∴AP=AE。∵四边形APFE是平行四边形,∴平行四边形APFE是菱形。
(2) 以A为原点,AB为x轴,AD为y轴建立坐标系,A(0,0),B(4,0),C(4,4),D(0,4)。P为BC中点,BP=2,∴P(4,2),DE=BP=2,E(-2,4)。设F(x,y),∵APFE是平行四边形,∴向量AP=(4,2),向量EF=(x+2,y-4),则x+2=4,y-4=2,解得F(2,6)。点F到CD(y=4)的距离为6-4=2。
(3) 分两种情况:
① P在BC上,CP=2,BP=4-2=2,t=2。直线PF:y=(-4/2)x + 2 + 16/2=-2x+10。令y=4,得x=3,M(3,4),CM=4-3=1。
② P在BC延长线上,CP=2,BP=4+2=6,t=6。直线PF:y=(-4/6)x + 6 + 16/6=(-2/3)x + 26/3。令y=4,得x=1,M(1,4),CM=4-1=3。
综上,CM=1或3。
(2) 以A为原点,AB为x轴,AD为y轴建立坐标系,A(0,0),B(4,0),C(4,4),D(0,4)。P为BC中点,BP=2,∴P(4,2),DE=BP=2,E(-2,4)。设F(x,y),∵APFE是平行四边形,∴向量AP=(4,2),向量EF=(x+2,y-4),则x+2=4,y-4=2,解得F(2,6)。点F到CD(y=4)的距离为6-4=2。
(3) 分两种情况:
① P在BC上,CP=2,BP=4-2=2,t=2。直线PF:y=(-4/2)x + 2 + 16/2=-2x+10。令y=4,得x=3,M(3,4),CM=4-3=1。
② P在BC延长线上,CP=2,BP=4+2=6,t=6。直线PF:y=(-4/6)x + 6 + 16/6=(-2/3)x + 26/3。令y=4,得x=1,M(1,4),CM=4-1=3。
综上,CM=1或3。
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