20. (本小题满分12分)
如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB=2,CD=6,点P在边BC上.
(1)当BC=8时,解决下列问题:
①当BP=3时,△ABP与△PCD
②当△ABP与△PCD相似时,求BP的长.
(2)当△ABP与△PCD相似,且满足条件的BP有三个不同的值时,求BC的取值范围.

如图,在四边形ABCD中,∠B=∠C=90°,AB=2,CD=6,点P在边BC上.
(1)当BC=8时,解决下列问题:
①当BP=3时,△ABP与△PCD
不相似
.(填“相似”或“不相似”)②当△ABP与△PCD相似时,求BP的长.
(2)当△ABP与△PCD相似,且满足条件的BP有三个不同的值时,求BC的取值范围.
答案
20. 解:(1)①
∵BC=8,BP=3,
∴CP=BC−BP=5.
∴$\frac{AB}{BP}=\frac{2}{3}$,$\frac{CP}{CD}=\frac{5}{6}$.
∴$\frac{AB}{BP}≠\frac{CP}{CD}$.
∴△ABP 与△PCD 不相似.
②根据已知条件,当△ABP 与△PCD相似时,有两种情况.
第一种,$\frac{AB}{CP}=\frac{BP}{CD}$,
∴$\frac{2}{8-BP}=\frac{BP}{6}$.
解得 BP=2 或 BP=6.
第二种,$\frac{AB}{CD}=\frac{BP}{CP}$,
∴$\frac{2}{6}=\frac{BP}{8-BP}$.
解得 BP=2.
所以,BP 的长为 2 或 6.
(2)同理,可分为两种情况,设 BC=k.
第一种,$\frac{AB}{CP}=\frac{BP}{CD}$,
∴$\frac{2}{k-BP}=\frac{BP}{6}$,
整理,得$BP^2−kBP+12=0$.
第二种,$\frac{AB}{CD}=\frac{BP}{CP}$,
∴$\frac{2}{6}=\frac{BP}{k-BP}$.
解得$BP=\frac{1}{4}k$.
可知第一种情况 BP 有两个不同的值,
第二种情况 BP 有一个值,且该值与第一种情况的值不相同,
∴$k^2−4×1×12=k^2−48>0$.
又
∵k>0,
∴$k>4\sqrt{3}$.
将$BP=\frac{1}{4}k$代入$BP^2−kBP+12=0$,
得$(\frac{1}{4}k)^2−k·\frac{1}{4}k+12=0$,
解得$k_1=8$,$k_2=-8$(舍去).
∴$k≠8$.
∴$k>4\sqrt{3}$,且$k≠8$,即$BC>4\sqrt{3}$,且$BC≠8$.
∵BC=8,BP=3,
∴CP=BC−BP=5.
∴$\frac{AB}{BP}=\frac{2}{3}$,$\frac{CP}{CD}=\frac{5}{6}$.
∴$\frac{AB}{BP}≠\frac{CP}{CD}$.
∴△ABP 与△PCD 不相似.
②根据已知条件,当△ABP 与△PCD相似时,有两种情况.
第一种,$\frac{AB}{CP}=\frac{BP}{CD}$,
∴$\frac{2}{8-BP}=\frac{BP}{6}$.
解得 BP=2 或 BP=6.
第二种,$\frac{AB}{CD}=\frac{BP}{CP}$,
∴$\frac{2}{6}=\frac{BP}{8-BP}$.
解得 BP=2.
所以,BP 的长为 2 或 6.
(2)同理,可分为两种情况,设 BC=k.
第一种,$\frac{AB}{CP}=\frac{BP}{CD}$,
∴$\frac{2}{k-BP}=\frac{BP}{6}$,
整理,得$BP^2−kBP+12=0$.
第二种,$\frac{AB}{CD}=\frac{BP}{CP}$,
∴$\frac{2}{6}=\frac{BP}{k-BP}$.
解得$BP=\frac{1}{4}k$.
可知第一种情况 BP 有两个不同的值,
第二种情况 BP 有一个值,且该值与第一种情况的值不相同,
∴$k^2−4×1×12=k^2−48>0$.
又
∵k>0,
∴$k>4\sqrt{3}$.
将$BP=\frac{1}{4}k$代入$BP^2−kBP+12=0$,
得$(\frac{1}{4}k)^2−k·\frac{1}{4}k+12=0$,
解得$k_1=8$,$k_2=-8$(舍去).
∴$k≠8$.
∴$k>4\sqrt{3}$,且$k≠8$,即$BC>4\sqrt{3}$,且$BC≠8$.
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