一道初二数学题!急求!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/18 12:24:03
点P是正方形ABCD中的一点
若PA^2+PC^2=2PB^2,请说明点P必在对角线AC上。
如图

解 以B为旋转中心,将ΔBAP顺时针旋转90°,此时A→C, P→Q。
连BQ,CQ,PQ,则AP=CQ,BP=BQ,ΔPBQ为等腰直角三角形,即得:
PQ^2=2PB^2=2BQ^2.
∠BPQ=∠BQP=45°
而题设条件是:PA^2+PC^2=2PB^2
所以PQ^2=PA^2+PC^2=CQ^2+PC^2,
故∠PCQ=90°.
因为∠PBQ=∠PCQ=90°,所以P,B,Q,C四点共圆,
故得:∠BCP=∠BQP=45°.
因此P点在对角线AC上。

附证:
2PB^2=PA^2+PC^2=(PA+PC)^2-2PA*PC
>=AC^2-2PA*PC=2AB^2-2PA*PC,
所以得:
PB^2>=AB^2-PA*PC. (1)
当P在AC上,根据Stewart定理得:
PB^2=AB^2-PA*PC. (2)
故满足:PA^2+PC^2=2PB^2,试P在对角线AC上

简证:
证明:ABCD是正方形
将△ABP绕B顺时针旋转90°到△CBP' ,连接PP'
则P'C=PA, P'B=PB,∠BP'C=∠BPA,∠P'BC=∠PBA
所以∠P'BP=∠ABC=90°
所以2PB^2=PB^2+P'B^2=PP'^2
又PA^2+PC^2=2PB^2
所以P'C^2+PC^2=PP'^2
所以由勾股逆定理,∠P'CP=90°
所以∠BP'C+∠BPC=180°
所以∠APB+∠BPC=180°
即∠APC=180°,A,P,C三点共线
所以点P在对角线AC上