Question

【題目】如圖甲，在等邊三角形ABC內(nèi)有一點(diǎn)P，且PA＝2，PB＝，PC＝1，求∠BPC度數(shù)的大小和等邊三角形ABC的邊長(zhǎng)．

①李明同學(xué)做了如圖乙的輔助線，將△BPC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，如圖乙所示，連接PP′，從而問(wèn)題得到解決．你能說(shuō)明其中理由并完成問(wèn)題解答嗎？

②如圖丙，在正方形ABCD內(nèi)有一點(diǎn)P，且PA＝，BP＝，PC＝1；求∠BPC度數(shù)的大小和正方形ABCD的邊長(zhǎng)．

Answer 1

【答案】①見(jiàn)解析；②∠BPC的度數(shù)是135°，正方形ABCD的邊長(zhǎng)是．

【解析】

①根據(jù)旋轉(zhuǎn)得出AP′＝CP＝1，BP′＝BP＝，∠AP′B＝∠BPC，求出∠ABP′+∠ABP＝60°，得到等邊△BPP′，推出PP′＝PB＝，∠BP′P＝60°，求出∠AP′P＝90°，即可求出∠BPC；過(guò)點(diǎn)B作BM⊥AP′，交AP′的延長(zhǎng)線于點(diǎn)M，由∠MP′B＝30°，求出BM＝，P′M＝，根據(jù)勾股定理即可求出答案；

②同理求出∠BEP＝（180°﹣90°）＝45°，根據(jù)勾股定理的逆定理求出∠AEP＝90°，推出∠BPC＝∠AEB＝90°+45°＝135°；過(guò)點(diǎn)B作BF⊥AE，交AE的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F，求出FE＝BF＝1，AF＝2，根據(jù)勾股定理即可求出AB．

①∵△ABC是等邊三角形，

∴∠ABC＝60°，

將△BPC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°，如圖乙所示，連接PP′，

∴AP′＝CP＝1，BP′＝BP＝，∠AP′B＝∠BPC，

由旋轉(zhuǎn)得：∠P'BP＝∠ABC＝60°，

∴△BPP′是等邊三角形，

∴PP′＝PB＝，∠BP′P＝60°，

∵AP′＝1，AP＝2，

∴AP′2+PP′2＝AP2，

∴∠AP′P＝90°，

∴∠BPC＝∠AP′B＝90°+60°＝150°，

過(guò)點(diǎn)B作BM⊥AP′，交AP′的延長(zhǎng)線于點(diǎn)M，

∴∠MP′B＝30°，BM＝P'B＝，

由勾股定理得：P′M＝＝，

∴AM＝AP'+P'M＝1+＝，

由勾股定理得：AB＝＝＝，

②將△BPC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到△AEB，如圖丙，

與(1)類(lèi)似：可得：AE＝PC＝1，BE＝BP＝，∠BPC＝∠AEB，

∴∠EBP＝∠ABC＝90°，

∴∠BEP＝45°，

由勾股定理得：EP＝2，

∵AE＝1，AP＝，EP＝2，

∴AE2+PE2＝AP2，

∴∠AEP＝90°，

∴∠BPC＝∠AEB＝90°+45°＝135°，

過(guò)點(diǎn)B作BF⊥AE，交AE的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F；

∴∠FEB＝45°，

∴FE＝BF＝1，

∴AF＝2；

∴在Rt△ABF中，由勾股定理，得AB＝＝；

答：∠BPC的度數(shù)是135°，正方形ABCD的邊長(zhǎng)是．