Question

（1）如圖1，四邊形ABCD中，AB=CB，ABC=60°，∠ADC=120°，請你猜想線段DA，DC之和與線段BD的數(shù)量關(guān)系，并證明你的結(jié)論；
（2）如圖2，四邊形ABCD中，AB=BC，∠ABC=60°，若點(diǎn)P為四邊形ABCD內(nèi)一點(diǎn)，且∠APD=120°，請你猜想線段PA，PD，PC之和與線段BD的數(shù)量關(guān)系，并證明你的結(jié)論．

Answer 1

解：（1）如圖1，延長CD至E，使DE=DA．連接AC．
∵∠ADC=120°，
∴∠ADE=60°．
∵AD=DE，
∴△EAD是等邊三角形．
∴AE=AE，∠DAE=60°．
∴AB=AC，∠ABC=60°，
∵∠BAD=60°+∠CAD，∠EAC=60°+∠CAD，
∴∠BAD=∠CAE．
∴△BAD≌△CAE．
故AD+CD=DE+CD=CE=BD．

（2）如圖2，在四邊形ABCD外側(cè)作正三角形AB′D，連接AC，
那么△AB′D和△ABC都是等邊三角形，
∴AB=AC，AB′=AD．
∵∠BAD=∠B′AC=60°+∠CAD，
∴△AB′C≌△ADB，得B′C=DB．
∵四邊形AB′DP符合（1）中條件，
∴B′P=AP+PD．
連接B′C，
（�。┤魸M足題中條件的點(diǎn)P在B′C上，
則B′C=PB′+PC，
∴B′′C=AP+PD+PC．
∴BD=PA+PD+PC．
（ⅱ）若滿足題中條件的點(diǎn)P不在B′C上，
∵B′C＜PB′+PC，
∴B′C＜AP+PD+PC．
∴BD＜PA+PD+PC．
綜上，BD≤PA+PD+PC．
分析：（1）可通過構(gòu)建全等三角形將所求的三條線段進(jìn)行轉(zhuǎn)換，延長CD至E，使DE=DA．那么CD+AD=CE了，只要證明BD和CE的關(guān)系即可，根據(jù)∠ADC=120°，那么∠ADE=60°，因?yàn)锳D=DE，那么△ADE是個(gè)等邊三角形，AD=DE，∠E=60°．根據(jù)AB=AC，∠ABC=60°，那么△ABC是個(gè)等邊三角形，那么AB=AC，
∠BAC=60°，那么∠BAD=60+∠CAD=∠EAC，因此根據(jù)求出∠EAC=∠BAD，AB=AC，AD=AE，△BAD就和△CAE全等了，因此BD=CE=CD+DE=CD+AD．
（2）我們可參照（1）在四邊形ABCD外側(cè)作正三角形AB′D，然后連接AC，根據(jù)（1）得出那么△ABC和△AB′D都是等邊三角形，那么AB=AC，AB′=AD，∠BAD=∠B′AC=60°+∠CAD，因此△BAD和△CAB′全等，那么B′D=BD，由（1）得出B′P=PA+PD，BD=PA+PD．那么我們連接B′C，分兩種情況進(jìn)行討論：
①P在B′C上，那么B′C=B′P+PC=AP+PD+PC=BD．
②如果點(diǎn)P不在B′C上面，那么B′C＜B′P+PC，即BD＜PD+AD+PC．
點(diǎn)評：本題考查了全等三角形的判定，等邊三角形的性質(zhì)和三角形三邊的關(guān)系等知識點(diǎn)，本題中利用全等三角形來進(jìn)行線段的轉(zhuǎn)換是解題的關(guān)鍵．