Question

（1）請閱讀材料并填空：
問題：如圖1，在等邊三角形ABC內(nèi)有一點P，且PA=2，PB=

3

，PC=1．求∠BPC的度數(shù)和等邊三角形ABC的邊長．
李明同學(xué)的思路是：將△BPC繞點B順時針旋轉(zhuǎn)60°，畫出旋轉(zhuǎn)后的圖形（如圖2）．連接PP′．
根據(jù)李明同學(xué)的思路，進一步思考后可求得∠BPC=

 

°，等邊△ABC的邊長為

 

．
（2）請你參考李明同學(xué)的思路，探究并解決下列問題：如圖3，在正方形ABCD內(nèi)有一點P，且PA=

5

，BP=

2

，PC=1．求∠BPC的度數(shù)和正方形ABCD的邊長．

Answer 1

分析：根據(jù)旋轉(zhuǎn)得出AP′=CP=1，BP′=BP=

3

，∠PBC=∠P′BA，∠AP′B=∠BPC，求出∠ABP′+∠ABP=60°，得到等邊△BPP′，推出PP′=

3

，∠BP′P=60°，求出∠AP′P=90°即可求出∠BPC；過點B作BM⊥AP′，交AP′的延長線于點M，由∠MP′B=30°，求出BM=

3

2

，P′M=

3

2

，根據(jù)勾股定理即可求出答案；
（2）求出∠BEP=

1

2

（180°-90°）=45°，根據(jù)勾股定理的逆定理求出∠AP′P=90°，推出∠BPC=∠AEB=90°+45°=135°；過點B作BF⊥AE，交AE的延長線于點F，求出FE=BF=1，AF=2，關(guān)鍵勾股定理即可求出AB．

解答：（1）解：∵等邊△ABC，
∴∠ABC=60°，
將△BPC繞點B順時針旋轉(zhuǎn)60°得出△ABP′，
∴AP′=CP=1，BP′=BP=

3

，∠PBC=∠P′BA，∠AP′B=∠BPC，
∵∠PBC+∠ABP=∠ABC=60°，
∴∠ABP′+∠ABP=∠ABC=60°，
∴△BPP′是等邊三角形，
∴PP′=

3

，∠BP′P=60°，
∵AP′=1，AP=2，
∴AP′²+PP′²=AP²，
∴∠AP′P=90°，
∴∠BPC=∠AP′B=90°+60°=150°，
過點B作BM⊥AP′，交AP′的延長線于點M，
∴∠MP′B=30°，BM=

3

2

，
由勾股定理得：P′M=

3

2

，
∴AM=1+

3

2

=

5

2

，
由勾股定理得：AB=

AM2+BM2

=

7

，
過答案為：150°，

7

．

（2）解：將△BPC繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到△AEB，
與（1）類似：可得：AE=PC=1，BE=BP=

2

，∠BPC=∠AEB，∠ABE=∠PBC，
∴∠EBP=∠EBA+∠ABP=∠ABC=90°，
∴∠BEP=

1

2

（180°-90°）=45°，
由勾股定理得：EP=2，
∵AE=1，AP=

5

，EP=2，
∴AE²+PE²=AP²，
∴∠AEP=90°，
∴∠BPC=∠AEB=90°+45°=135°，
過點B作BF⊥AE，交AE的延長線于點F；
∴∠FEB=45°，
∴FE=BF=1，
∴AF=2；
∴在Rt△ABF中，由勾股定理，得AB=

5

；
∴∠BPC=135°，正方形邊長為

5

．
答：∠BPC的度數(shù)是135°，正方形ABCD的邊長是

5

．

點評：本題主要考查對勾股定理及逆定理，等邊三角形的性質(zhì)和判定，等腰三角形的性質(zhì)，含30度角的 直角三角形的性質(zhì)，正方形的性質(zhì)，旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)等知識點的理解和掌握，正確作輔助線并能根據(jù)性質(zhì)進行證明是解此題的關(guān)鍵．