Question

定義：只有一組對(duì)角是直角的四邊形叫做損矩形，連接它的兩個(gè)非直角頂點(diǎn)的線(xiàn)段叫做這個(gè)損矩形的直徑．
（1）如圖1，損矩形ABCD，∠ABC=∠ADC=90°，則該損矩形的直徑是線(xiàn)段______．
（2）在線(xiàn)段AC上確定一點(diǎn)P，使損矩形的四個(gè)頂點(diǎn)都在以P為圓心的同一圓上（即損矩形的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)圓上），請(qǐng)作出這個(gè)圓，并說(shuō)明你的理由．友情提醒：“尺規(guī)作圖”不要求寫(xiě)作法，但要保留作圖痕跡．
（3）如圖2，△ABC中，∠ABC=90°，以AC為一邊向形外作菱形ACEF，D為菱形ACEF的中心，連接BD，當(dāng)BD平分∠ABC時(shí)，判斷四邊形ACEF為何種特殊的四邊形？請(qǐng)說(shuō)明理由．若此時(shí)AB=3，BD=，求BC的長(zhǎng)．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)題中給出的定義，由于∠DAB和∠DCB不是直角，因此AC就是損矩形的直徑．
（2）根據(jù)直角三角形斜邊上中線(xiàn)的特點(diǎn)可知：此點(diǎn)應(yīng)是AC的中點(diǎn)，那么可作AC的垂直平分線(xiàn)與AC的交點(diǎn)就是四邊形外接圓的圓心．
（3）本題可用面積法來(lái)求解，具體思路是用四邊形ABCD面積的不同表示方法來(lái)求解，四邊形ABCD的面積=三角形ABD的面積+三角形BCD的面積=三角形ABC的面積+三角形ADC的面積；三角形ABD的面積已知了AB的長(zhǎng)，那么可過(guò)D作AB邊的高，那么這個(gè)高就應(yīng)該是BD•sin45°，以此可得出三角形ABD的面積；三角形BDC的面積也可用同樣的方法求解，只不過(guò)AB的長(zhǎng)，換成了BC；再看三角形ABC的面積，已知了AB的長(zhǎng)，可用含BC的式子表示出ABC的面積；而三角形ACD的面積，可用正方形面積的四分之一來(lái)表示；而正方形的邊長(zhǎng)可在直角三角形ABC中，用勾股定理求出．因此可得出關(guān)于BC的方程，求解即可得出BC的值．
解答：解：（1）只有一組對(duì)角是直角的四邊形叫做損矩形，連接它的兩個(gè)非直角頂點(diǎn)的線(xiàn)段叫做這個(gè)損矩形的直徑．因此AC是該損矩形的直徑；

（2）作圖如圖：

∵點(diǎn)P為AC中點(diǎn)，
∴PA=PC=AC．
∵∠ABC=∠ADC=90°，
∴BP=DP=AC，
∴PA=PB=PC=PD，
∴點(diǎn)A、B、C、D在以P為圓心，AC為半徑的同一個(gè)圓上；

（3）∵菱形ACEF，
∴∠ADC=90°，AE=2AD，CF=2CD，
∴四邊形ABCD為損矩形，
∴由（2）可知，點(diǎn)A、B、C、D在同一個(gè)圓上．
∵BD平分∠ABC，
∴∠ABD=∠CBD=45°，
∴，
∴AD=CD，
∴四邊形ACEF為正方形．
∵BD平分∠ABC，BD=，
∴點(diǎn)D到AB、BC的距離h為4，
∴S_△ABD=AB×h=2AB=6，
S_△ABC=AB×BC=BC，
S_△BDC=BC×h=2BC，S_△ACD=S_{正方形ACEF}=AC²=（BC²+9），
∵S_{四邊形ABCD}=S_△ABC+S_△ADC=S_△ABD+S_△BCD
∴BC+（BC²+9）=6+2BC
∴BC=5或BC=-3（舍去），
∴BC=5．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了菱形的性質(zhì)，正方形的判定，圓的內(nèi)接四邊形等知識(shí)點(diǎn)．（3）中如果無(wú)法直接求出線(xiàn)段的長(zhǎng)，可通過(guò)特殊的三角形用面積法來(lái)求解．