Question

【题目】如图，P为正方形ABCD的边BC上一动点(P与B、C不重合)，连接AP，过点B作BQ⊥AP交CD于点Q，将△BQC沿BQ所在的直线对折得到△BQC′，延长QC′交BA的延长线于点M．

(1)试探究AP与BQ的数量关系，并证明你的结论；

(2)当AB=3，BP=2PC，求QM的长；

(3)当BP=m，PC=n时，求AM的长．

Answer 1

【答案】(1)AP=BQ；(2)QM的长为；(3)AM的长为．

【解析】

(1)要证AP=BQ，只需证△PBA≌△QCB即可；

(2)过点Q作QH⊥AB于H，如图．易得QH=BC=AB=3，BP=2，PC=1，然后运用勾股定理可求得AP(即BQ)=，BH=2．易得DC∥AB，从而有∠CQB=∠QBA．由折叠可得∠C′QB=∠CQB，即可得到∠QBA=∠C′QB，即可得到MQ=MB．设QM=x，则有MB=x，MH=x-2．在Rt△MHQ中运用勾股定理就可解决问题；

(3)过点Q作QH⊥AB于H，如图，同(2)的方法求出QM的长，就可得到AM的长．

解：(1)AP=BQ．

理由：∵四边形ABCD是正方形，

∴AB=BC，∠ABC=∠C=90°，

∴∠ABQ+∠CBQ=90°．

∵BQ⊥AP，

∴∠PAB+∠QBA=90°，

∴∠PAB=∠CBQ．

在△PBA和△QCB中，

，

∴△PBA≌△QCB，

∴AP=BQ；

(2)过点Q作QH⊥AB于H，如图．

∵四边形ABCD是正方形，

∴QH=BC=AB=3．

∵BP=2PC，

∴BP=2，PC=1，

∴BQ=AP===，

∴BH===2．

∵四边形ABCD是正方形，

∴DC∥AB，

∴∠CQB=∠QBA．

由折叠可得∠C′QB=∠CQB，

∴∠QBA=∠C′QB，

∴MQ=MB．

设QM=x，则有MB=x，MH=x-2．

在Rt△MHQ中，

根据勾股定理可得x2=(x-2)2+32，

解得x=．

∴QM的长为；

(3)过点Q作QH⊥AB于H，如图．

∵四边形ABCD是正方形，BP=m，PC=n，

∴QH=BC=AB=m+n．

∴BQ2=AP2=AB2+PB2，

∴BH2=BQ2-QH2=AB2+PB2-AB2=PB2，

∴BH=PB=m．

设QM=x，则有MB=QM=x，MH=x-m．

在Rt△MHQ中，

根据勾股定理可得x2=(x-m)2+(m+n)2，

解得x=m+n+，

∴AM=MB-AB=m+n+-m-n=．

∴AM的长为．