这是一道相对简单的初中数学几何证明的竞赛试题,如图,已知P是正方形ABCD内一点,过P分别作BC、CD的垂线,垂足分别为M、N。已知AP⊥MN,求证AP=MN或者AP垂直BD。
分析:从问题着手,要证明AP=MN,显然可以通过构造两个三角形全等来得证。
已知条件有AP⊥MN,自然就能想到连接MN,延长AP交MN于点E,同时延长MP,交AD与点F。如图所示。
观察图形即可发现,要证明AP=MN,只需证明△APF≌△MNP即可。
在直角三角形MNP中,利用PE(即AP)⊥MN的条件,易知∠MNP=∠MPE=∠APE,从而△APF∽△MNP。
现在如果能证明PN=PF,则根据角边角可证得△APF≌△MNP。
设正方形边长为1,PN=x,PF=y,由△APF∽△MNP可知:
x/1-y=y/1-x,解得x=y,即PN=PF,所以△APF≌△MNP,从而AP=MN。
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