电子课本网 第115页

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$\triangle ABD$ 是等边三角形。证明:因为 $AE$ 的垂直平分线交 $BE$ 于点 $C,$所以 $CA = CE,$因此 $\angle CAE = \angle E = 15^\circ。$所以 $\angle ACB = \angle CAE + \angle E = 15^\circ + 15^\circ = 30^\circ。$在 $Rt\triangle ABC$ 中,$\angle ABC = 90^\circ,$所以 $\angle BAC = 90^\circ - \angle ACB = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ。$因为在 $Rt\triangle ABC$ 中,$D$ 为 $AC$ 的中点,所以 $DA = DB$(直角三角形斜边中线等于斜边一半),因此 $\triangle ABD$ 是等边三角形(有一个角是 $60^\circ$ 的等腰三角形是等边三角形)。
证明:在 $\triangle APD$ 中,根据三角形三边关系,$AD + AP > PD。$因为 $PQ = AD,$所以 $PQ + AP > PD,$即 $AQ > PD。$因为点 $Q$ 在 $\triangle ABC$ 的边 $AB$ 上,且 $\triangle ABC$ 是等边三角形,所以 $\angle A = 60^\circ,$$\angle ACQ < 60^\circ$(点 $Q$ 不与 $A$、$B$ 重合)。在 $\triangle AQC$ 中,因为 $\angle A = 60^\circ > \angle ACQ,$所以 $CQ > AQ$(大角对大边),因此 $CQ > PD。$
解:因为 $AX \perp AC,$$\angle C = 90^\circ,$所以 $\angle C = \angle QAP = 90^\circ,$即点 $C$ 与点 $A$ 是对应点。当 $\triangle ABC \cong \triangle APQ$ 时,分两种情况:
① 若 $\triangle CAB \cong \triangle APQ,$则 $AP = CA = 10,$此时点 $P$ 与点 $C$ 重合;
② 若 $\triangle CAB \cong \triangle AQP,$则 $AP = CB = 5,$此时点 $P$ 为 $AC$ 中点(因为 $AC = 10,$所以 $AP = 5$ 时 $P$ 为中点)。
综上,点 $P$ 与点 $C$ 重合或为 $AC$ 中点。