Question

如圖，已知AB⊥BD，CD⊥BD

（1）若AB=9，CD=4，BD=10，請問在BD上是否存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似？若存在，求BP的長；若不存在，請說明理由；

（2）若AB=9，CD=4，BD=12，請問在BD上存在多少個P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似？并求BP的長；

（3）若AB=9，CD=4，BD=15，請問在BD上存在多少個P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似？并求BP的長；

（4）若AB=m，CD=n，BD=l，請問m，n，l滿足什么關系時，存在以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似的一個P點？兩個P點？三個P點？

 

Answer 1

【答案】

解：（1）存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似。

理由是：設BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似。

①若，則，解得：x=。

②若，則，即x²﹣10x+36=0，△=（﹣10）²﹣4×1×36＜0，此方程無解。

∴存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，此時BP的值為。

 （2）在BD上存在2個P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，

理由是：設BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似。

①若，則，解得：x=。

②若，則，即x²﹣12x+36=0，解得：x₁=x₂=6。

∴存在2個點P，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，此時BP的值為或6。

（3）在BD上存在3個P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似。

理由是：設BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似。

①若，則，解得：x=。

②若，則，即x²﹣15x+36=0，解得：x₁=3，x₂=12。

∴存在3個點P ，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，此時BP的值為或3或12。

（4）設BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似。

①若，則，解得：x=。

②若，則，即x²﹣lx+mn=0。

∵△=（﹣l）²﹣4×1×mn=l²﹣4mn，

∴當l²﹣4mn＜0時，方程沒有實數根；當l²﹣4mn=0時，方程有2個相等的實數根；當l²﹣4mn＞0時，方程有2個不相等的實數根。

∴當l²﹣4mn＜0時，存在以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似的一個P點；

當l²﹣4mn=0時，存在以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似的兩個P點；

當l²﹣4mn＞0時，存在以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似的三個P點。

【解析】（1）存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，設BP=x，根據∠B=∠D=90°和相似三角形的判定得出或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，代入求出即可。

（2）存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，設BP=x，根據∠B=∠D=90°和相似三角形的判定得出或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，代入求出即可。

（3）存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，設BP=x，根據∠B=∠D=90°和相似三角形的判定得出或時，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，代入求出即可。

（4）存在P點，使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，設BP=x，根據∠B=∠D=90°和相似三角形的判定得出當或時使以P、A、B三點為頂點的三角形與以P、C、D三點為頂點的三角形相似，代入后根據根的判別式進行判斷即可。