Question

在矩形ABCD中，点E是AD边上一点，连接BE，且∠ABE=30°，BE=DE，连接BD．点P从点E出发沿射线ED运动，过点P作PQ∥BD交直线BE于点Q．
（1）当点P在线段ED上时（如图1），求证：BE=PD+PQ；
（2）若BC=6，设PQ长为x，以P、Q、D三点为顶点所构成的三角形面积为y，求y与x的函数关系式（不要求写出自变量x的取值范围）；
（3）在②的条件下，当点P运动到线段ED的中点时，连接QC，过点P作PF⊥QC，垂足为F，PF交对角线BD于点G（如图2），求线段PG的长．

Answer

（1）过点E作EM⊥QP垂足为M；在Rt△EQP中，易得∠EBD=∠EDB=30°；进而可得PE=PQ，且BE=DE．故可证得BE=PD+PQ．
（2）点P从点E出发沿射线ED运动，所以分当点P在线段ED上时与当点P在线段ED的延长线上时两种情况讨论，根据所作的辅助线，可得y与x的关系；
（3）连接PC交BD于点N，可得∠QPC=90°，进而可得△PNG∽△QPC；可得；解可得PG的长．
（1）证明：∵∠A=90°∠ABE=30°，
∴∠AEB=60°．
∵EB=ED，
∴∠EBD=∠EDB=30°．
∵PQ∥BD，
∴∠EQP=∠EBD．
∠EPQ=∠EDB．
∴∠EPQ=∠EQP=30°，
∴EQ=EP．                                      （1分）
过点E作EM⊥QP垂足为M．则PQ=2PM．
∵∠EPM=30°，∴PM=PE，PE=PQ．             （1分）
∵BE=DE=PD+PE，
∴BE=PD+PQ．                                （1分）

（2）【解析】
由题意知AE=BE，
∴DE=BE=2AE．
∵AD=BC=6，
∴2AE=DE=BE=4．                               （1分）
当点P在线段ED上时（如图1），
过点Q做QH⊥AD于点H，则QH=PQ=x．
由（1）得PD=BE-x，PD=4-x．
∴y=PD•QH=．                        （1分）
当点P在线段ED的延长线上时（如图2），
过点Q作QH′⊥DA交DA延长线于点H′，∴QH′=x．
过点E作EM′⊥PQ于点M′，同理可得EP=EQ=PQ，
∴BE=PQ-PD，
∴PD=x-4，
∴y=PD•QH′=．              （1分）

（3）【解析】
连接PC交BD于点N（如图3）．
∵点P是线段ED中点，
∴EP=PD=2，PQ=．
∵DC=AB=AE•tan60°=，
∴PC==4．
∴cos∠DPC==．
∴∠DPC=60°．
∴∠QPC=180°-∠EPQ-∠DPC=90°．             （1分）
∵PQ∥BD，
∴∠PND=∠QPC=90°．
∴PN=PD=1．                                 （1分）
QC==．
∵∠PGN=90°-∠FPC，∠PCF=90°-∠FPC，
∴∠PGN=∠PCF．                              （1分）
∵∠PNG=∠QPC=90°，
∴△PNG∽△QPC，
∴，
∴PG==．