【证明】
1、AB AP=AC
作CDAB,交AP于D,AD、BC交于E,并作PDC外心F,
因,∠ACP=10°,∠CAP=20°,
故,∠CPD=30°,∠CFD=2∠CPD=60°,CDF为正三角形。
∠DCE=∠B=∠AEB=∠CED=50°,∠ADC=∠ACD=80°,∠DPF=∠DFP=20°,
故,FP=FC=FD=DC=DE,AC=AD,C、D关于AF对称,
∠PAF=∠PFA=10°,AP=PF=ED,
AC=AB AP。
2、∠PBC的度数。
(引用 AB AP=AC)
作CGAP,交BA的延长线于G。
作PD⊥BC,交BC于D。延长AP交BC于H。
连接PG。
则,AGC为底角80°的等腰三角形,AC=GC。
BGC为底角50°的等腰三角形,AB AG=GB=GC=AC。
因 AB AP=AC,
故 AP=AG,∠APG=∠AGP=40°。
另,容易算得∠DPH=40°,
故G、P、D共线,GPD为BC的中垂线,PB=PC,
∠PBC=∠PCB=20°。
【附】三角函数证法
1、AB AP=AC
作AI⊥BC,垂足为I,设AI=1。
则,AC=2,AB=1/sin50°
2//sin150°=AP/sin10°,AP=4sin10°
AB AP=1/sin50° 4sin10°
=(1 4sin10°sin50°)/sin50°
=[1 2cos(50°-10°)-2cos(50° 10°)]/sin50°
=2cos40°/sin50°
=2sin50°/sin50°
=2=AC
【注】预备知识
cos(α-β)-cos(α β)=2sinα sinβ
公式推导:
cos(α-β)=cosαcosβ sinα sinβ
cos(α β)=cosαcosβ-sinα sinβ
-:
cos(α-β)--cos(α β)=2sinα sinβ
变形公式:
cosα-cosβ
=2sin((α β)/2) sin((β-α)/2)
=-2sin((α β)/2) sin((α-β)/2)
2、∠PBC的度数。
根据角元形式的塞瓦定理,
sinA2/sinA1·sinB2/sinB1·sinC2/sinC1=1,
则有,
Sin80°/sin20°·sinB2/sinB1·sin10°/sin20°=1,
sinB2/sinB1
=sin²20°/(Sin80°sin10°)
=sin²20°/(cos10°sin10°)
=2sin²20°/sin20°
=sin20°/(1/2)
=sin20°/sin30°,
而B1 B2=50°。
欲使等式恒成立,显然B2=20°。
(此法可用于快速选择题。)