Question

【題目】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(diǎn)，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(diǎn)，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(diǎn)，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(guān)系時，存在以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形相似的一個P點(diǎn)？兩個P點(diǎn)？三個P點(diǎn)？

Answer 1

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

理由是：設(shè)BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當(dāng)或時，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(diǎn)，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形相似，此時BP的值為。

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

理由是：設(shè)BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當(dāng)或時，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(diǎn)P，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形相似，此時BP的值為或6。

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

理由是：設(shè)BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當(dāng)或時，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(diǎn)P ，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形相似，此時BP的值為或3或12。

（4）設(shè)BP=x，

∵AB⊥BD，CD⊥BD，∴∠B=∠D=90°。

∴當(dāng)或時，使以P、A、B三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與以P、C、D三點(diǎn)為頂點(diǎn)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(dāng)l2﹣4mn＜0時，方程沒有實(shí)數(shù)根；當(dāng)l2﹣4mn=0時，方程有2個相等的實(shí)數(shù)根；當(dāng)l2﹣4mn＞0時，方程有2個不相等的實(shí)數(shù)根。

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

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

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

【解析】

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

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

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

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