2025年作业本江西教育出版社八年级数学上册北师大版第55页答案
20. 【探究发现】
(1)如图①,在等边三角形 ABC 中,P 为三角形内一点,连接 AP,BP,CP。当 $ \angle APB - \angle ABC = 90^{\circ} $ 时,AP,BP,CP 满足 $ AP^{2} + BP^{2} = CP^{2} $。数学兴趣小组的同学们通过讨论,得到了以下思路:以 AP 为边,在 AP 的左侧作等边三角形 APQ,连接 BQ,通过验证 $ \triangle APC \cong \triangle AQB $,从而得到 $ PC = BQ $;再通过验证 $ \triangle PBQ $ 是直角三角形,得到 $ QP^{2} + BP^{2} = QB^{2} $,经等量代换即可得到 AP,BP,CP 的关系。请你根据以上思路,完成推导过程。
【类比】
(2)如图②,$ \triangle ABC $ 是等腰直角三角形,$ AB = AC $,P 为三角形内一点,连接 AP,BP,CP。当 $ \angle APB - \angle ABC = 90^{\circ} $ 时,判断 AP,BP,CP 之间的数量关系,并说明理由。
【联想拓展】
(3)如图③,在等腰三角形 ABC 中,$ AB = AC $,$ \angle BAC = 120^{\circ} $,P 为三角形内一点,连接 AP,BP,CP。当 $ \angle APB - \angle ABC = 90^{\circ} $ 时,AP,BP,CP 满足 $ (kAP)^{2} + BP^{2} = CP^{2} $,请直接写出 k 的值。

答案



解:​$(1)$​∵​$∆ABC$​和​$∆AQP $​是等边三角形
∴​$AB = AC,$​​$AQ = AP = PQ,$​
​$∠BAC = ∠ABC = ∠APQ = ∠Q AP = 60°$​
∴​$∠BAC - ∠BAP = ∠Q AP - ∠BAP$​
即​$∠P AC = ∠Q AB$​
∴​$∆P AC≌∆Q AB,$​∴​$P C = Q B$​
∵​$∠AP B - ∠ABC = 90°$​
∴​$∠AP B - ∠APQ = 90°,$​即​$∠QP B = 90°$​
∴​$QP^2+BP^2=Q B^2$​
∵​$AP = QP,$​​$BQ = CP$​
∴​$AP^2+BP^2=CP^2$​
​$(2)$​如图​$②,$​以​$AP $​为边,在​$AP $​的左侧作
等腰直角三角形​$APQ,$​使得​$AP = AQ,$​连接​$BQ$​
∵​$∆ABC$​和​$∆AQP $​是等腰直角三角形
∴​$AB = AC,$​​$AQ = AP,$​​$∠BAC = ∠Q AP = 90°,$​
​$∠ABC = ∠APQ = 45°$​
∴​$∠BAC - ∠BAP = ∠Q AP - ∠BAP,$​
即​$∠P AC = ∠Q AB$​
∴​$∆P AC≌∆Q AB,$​∴​$P C = Q B$​
∵​$∠AP B - ∠ABC = 90°$​
∴​$∠AP B - ∠APQ = 90°,$​即​$∠QP B = 90°$​
∴​$QP^2+BP^2=Q B^2$​
∵​$∆AQP $​是等腰直角三角形
∴​$AP^2+AQ^2=QP^2$​
∵​$AP = AQ,$​∴​$QP^2=2\ \mathrm {AP}^2$​
∴​$2\ \mathrm {AP}^2+BP^2=CP^2$​
​$(3)$​辅助线如图所示,​$k=\sqrt 3$​