Question

問題：如圖（1）在菱形ABCD和菱形BEFG中，點(diǎn)A，B，E在同一直線上，P是線段DF的中點(diǎn)，連接PG，PC，若∠ABC=∠BEF=60°，探究PG與PC的位置關(guān)系及的值，小聰同學(xué)的思路是延長(zhǎng)GP交DC于點(diǎn)H，構(gòu)造全等三角形，經(jīng)過推理使問題得到解決．請(qǐng)你參考小聰同學(xué)的思路，探究并解決下列問題：

（1）寫出上面問題中線段PG與PC的位置關(guān)系及的值．
（2）將圖（1）中的菱形BEFG恰好與菱形ABCD的邊AB在同一直線上，原問題中的其它條件不變（如圖（2））你在（1）中得到的兩個(gè)結(jié)論是否發(fā)生變化？寫出你的猜想，并加以證明．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)題意可知小聰?shù)乃悸窞�，通過判定三角形DHP和PGF為全等三角形來得出證明三角形HCG為等腰三角形且P為底邊中點(diǎn)的條件；
（2）思路同上，延長(zhǎng)GP交AD于點(diǎn)H，連接CH，CG，本題中除了如（1）中證明△GFP≌△HDP（得到P是HG中點(diǎn)）外還需證明△HDC≌△GBC（得出三角形CHG是等腰三角形）．
解答：解：（1）延長(zhǎng)GP，交CD于點(diǎn)H，
∵四邊形ABCD與四邊形BEFG是菱形，
∴CD∥AB∥GF，
∴∠PDH=∠PFG，∠DHP=∠PGF，
∵P是線段DF的中點(diǎn)，
∴DP=PF，
在△DPH和△FGP中，
，
∴△DPH≌△FGP（AAS），
∴PH=PG，DH=GF，
∵CD=BC，GF=GB=DH，
∴CH=CG，
∴CP⊥HG，∠ABC=60°，
∴∠DCG=120°，
∴∠PCG=60°，
∴PG：PC=tan60°=，
∴線段PG與PC的位置關(guān)系是PG⊥PC，=；

（2）猜想：（1）中的結(jié)論沒有發(fā)生變化．
證明：如圖（2），延長(zhǎng)GP交AD于點(diǎn)H，連接CH，CG，
∵P是線段DF的中點(diǎn)，
∴FP=DP，
∵AD∥GF，
∴∠HDP=∠GFP，
∵∠GPF=∠HPD，
∴△GFP≌△HDP（ASA），
∴GP=HP，GF=HD，
∵四邊形ABCD是菱形，
∴CD=CB，∠HDC=∠ABC=60°，
∵∠ABC=∠BEF=60°，菱形BEFG的對(duì)角線BF恰好與菱形ABCD的邊AB在同一條直線上，
∴∠GBF=60°，
∴∠HDC=∠GBF，
∵四邊形BEFG是菱形，
∴GF=GB，
∴HD=GB，
∴△HDC≌△GBC，
∴CH=CG∠HCD=∠GCB，
∴PG⊥PC（到線段兩端點(diǎn)距離相等的點(diǎn)在線段的垂直平分線上）
∵∠ABC=60°
∴∠DCB=∠HCD+∠HCB=120°，
∵∠HCG=∠HCB+∠GCB，
∴∠HCG=120°，
∴∠GCP=60°，
∴=tan∠GCP=tan60°=．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了菱形的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的判定與性質(zhì)以及三角函數(shù)的定義．此題難度較大，注意掌握輔助線的作法，注意數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用．