25.(12分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,P为△ABC内部一点,且∠APB=∠BPC=135°.
(1)求证:△PAB∽△PBC;
(2)求证:PA=2PC;
(3)若点P到三角形的边AB,BC,CA的距离分别为h1,h2,h3,求证h=h2·h3.
证明:(1)在△ABP中,∠APB=135°,∴∠ABP+∠BAP=45°.∵∠ABC=90°,AC=BC,∴∠ABC=45°,即∠ABP+∠CBP=45°.∴∠BAP=∠CBP.又∵∠APB=∠BPC=135°,∴△PAB∽△PBC. (2)方法一:由(1)知△PAB∽△PBC,∴===,∴=·=2,即PA=2PC.方法二:∵∠APB=∠BPC=135°,∴∠APC=360°-2×135°=90°.∵∠CAP<45°,∴∠ACP>45°,∴AP>CP.如图①,在线段AP上取一点D,使AD=CP,连接CD.∵∠CAD+∠PAB=45°,∠PBA+∠PAB=45°,∴∠CAD=∠PBA.又∵∠PBA=∠BCP,∴∠CAD=∠BCP.又∵AC=CB,∴△ADC≌△CPB,∴∠ADC=∠CPB=135°,∴∠CDP=45°,∴△PDC为等腰直角三角形,∴CP=PD.又AD=CP,∴AD=DP=AP,即PA=2PC. (3)如图②,过点P分别作边AB,BC,CA的垂线,垂足分别为点Q,R,S,则PQ=h1,PR=h2,PS=h3.在Rt△CPR中,=tan∠PCR=tan∠CAP==,∴=,即h3=2h2.又△PAB∽△PBC,=,∴=,故h=h2·h3.