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已知矩形ABCD和点P,当点P在BC上任一位置(如图(1)所示)时,易证得结论:PA2+PC2=PB2+PD2,请你探究

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/10/02 03:21:30
已知矩形ABCD和点P,当点P在BC上任一位置(如图(1)所示)时,易证得结论:PA2+PC2=PB2+PD2,请你探究:当点P分别在图(2)、图(3)中的位置时,PA2、PB2、PC2和PD2又有怎样的数量关系请你写出对上述两种情况的探究结论,并利用图(2)证明你的结论.
答:对图(2)的探究结论为______;
对图(3)的探究结论为______;
证明:如图(2)
已知矩形ABCD和点P,当点P在BC上任一位置(如图(1)所示)时,易证得结论:PA2+PC2=PB2+PD2,请你探究
结论均是PA2+PC2=PB2+PD2
(1)如图2,过点P作MN⊥AD于点M,交BC于点N,

∵在矩形ABCD中,AD∥BC,MN⊥AD,
∴MN⊥BC;
∵在Rt△AMP中,PA2=PM2+MA2,在Rt△BNP中,PB2=PN2+BN2
在Rt△DMP中,PD2=DM2+PM2,在Rt△CNP中,PC2=PN2+NC2
∴PA2+PC2=PM2+MA2+PN2+NC2
PB2+PD2=PM2+DM2+BN2+PN2
∵MN⊥AD,MN⊥NC,DC⊥BC,
∴四边形MNCD是矩形,
∴MD=NC,同理AM=BN,
∴PM2+MA2+PN2+NC2=PM2+DM2+BN2+PN2
即PA2+PC2=PB2+PD2
(2)如图3,过点P作PQ⊥BC交AD,BC于O,Q,
∵在矩形ABCD中,AD∥BC,PQ⊥BC,
∴PQ⊥AD,
∵在Rt△AOP中,PA2=AO2+PO2,在Rt△PQB中,PB2=PQ2+QB2
在Rt△POD中,PD2=DO2+PO2,在Rt△CQP中,PC2=PQ2+QC2
∴PA2+PC2=PO2+OA2+PQ2+QC2
PB2+PD2=PQ2+QB2+DO2+PO2
∵PQ⊥AD,PQ⊥NC,DC⊥BC,
∴四边形OQCD是矩形,
∴OD=QC,同理AO=BQ,
∴PA2+PC2=PB2+PD2