已知:平行四边形ABCD中,对角线AC⊥AB,AB=15,AC=20,点P为射线BC上一动点,AP⊥PM(点M与点B分别

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  • 解题思路:(1)可先考虑临界位置(点M在边BC、DC上),从而得到自变量x的取值范围,然后过点A作AH⊥BC于H,如图3,在Rt△AHP中,运用勾股定理就可求出y与x的关系式.(2)易证△APM∽△ACD,则有APAC=AMAD.由∠PAM=∠CAD得∠PAC=∠MAD,就可得到△APC∽△AMD.(3)由于△APC∽△AMD,因此可将△AMD为等腰三角形的问题转化为△APC为等腰三角形的问题,就可解决问题.

    (1)考虑两个临界位置:

    ①当点M在线段BC上时,如图1.

    则∠APB=180°-∠APM=180°-90°=90°.

    在RtABC中,

    ∵∠BAC=90°,AB=15,AC=20,

    ∴BC=

    AB2+AC2=25.

    ∵S△ABC=[1/2]AB•AC=[1/2]BC•AP,

    ∴AP=[AB•AC/BC]=[15×20/25]=12.

    在RtAPB中,

    ∵∠APB=90°,AB=15,AP=12,

    ∴BP=9.

    ②当点M在线段DC上时,此时点M与点D重合,点P与点C重合,如图2.

    则BP=BC=25.

    ∴当点M在平行四边形内时,x的取值范围是9<x<25.

    过点A作AH⊥BC于H,如图3.

    则有AH=12,BH=9,在Rt△AHP中,

    ∵∠AHP=90°,AH=12,AP=y,PH=

    .

    x-9.,

    ∴122+(x-9)2=y2

    整理得:y2=x2-18x+225.

    ∵y>0,∴y=

    x2-18x+225.

    ∴y与x的关系式为y=

    x2-18x+225,定义域为9<x<25.

    (2)存在与△AMD相似的三角形.

    理由如下:

    如图3,

    ∵四边形ABCD是平行四边形,

    ∴AD=BC=25,DC=AB=15,AB∥DC.

    ∴∠ACD=∠BAC=90°.

    ∴∠APM=∠ACD=90°.

    ∵∠PAM=∠CAD,

    ∴△APM∽△ACD.

    ∴[AP/AC]=[AM/AD].

    ∵∠PAM=∠CAD,

    ∴∠PAC=∠MAD.

    ∴△APC∽△AMD.

    (3)∵△APC∽△AMD,

    ∴[AP/AM]=[AC/AD]=[PC/MD].

    ①若AM=AD,则AP=AC.

    此时点P与点C重合,点M与点D重合,

    △AMD不存在,故舍去.

    ②若MA=MD,则PA=PC,如图4.

    ∵PA=PC,

    ∴∠PAC=∠PCA.

    ∵∠BAC=90°,

    ∴∠BAP+∠PAC=90°,∠ABC+∠BCA=90°.

    ∴∠BAP=∠ABC.

    ∴PA=PB.

    ∴PB=PC.

    ∴PB=[1/2]BC=[25/2].

    ③若DA=DM,则CA=CP.

    Ⅰ.点P在线段BC上,如图5.

    则CP=CA=20.

    所以PB=BC-CP=25-20=5.

    Ⅱ.点P在线段BC的延长线上,如图6.

    则CP=CA=20.

    所以PB=BC+CP=25+20=45.

    综上所述:当△AMD为等腰三角形时,BP的长为[25/2]或5或45.

    点评:

    本题考点: 相似形综合题;等腰三角形的判定与性质;勾股定理;平行四边形的性质;相似三角形的判定与性质.

    考点点评: 本题考查了相似三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、平行四边形的性质、勾股定理等知识,考查了分类讨论及转化的数学思想,有一定的综合性.