24. (13 分)如图,在正方形$ABCD$中,点$P$在边$BC$上(异于点$B$,$C$),作线段$AP$的垂直平分线分别交$AB$,$CD$,$BD$,$AP$于点$M$,$N$,$Q$,$H$.
(1)补全图形;
(2)求证:$AP = MN$;
(3)用等式表示线段$HQ$,$MN$之间的数量关系,并证明你的结论.

(1)补全图形;
(2)求证:$AP = MN$;
(3)用等式表示线段$HQ$,$MN$之间的数量关系,并证明你的结论.
答案:
24.(1)补全图形如图①所示 (2)如图②,过点$B$作$BE // MN$,交$CD$于点$E$。
∵四边形$ABCD$是正方形,
∴$BM // NE$。
∴四边形$MBEN$为平行四边形。
∴$MN = BE$。
∵四边形$ABCD$是正方形,
∴$AB = BC$,$\angle ABP = \angle C = 90^{\circ}$。
∴$\angle CBE + \angle ABE = 90^{\circ}$。
∵$BE // MN$,$AP ⊥ MN$,
∴$AP ⊥ BE$。
∴$\angle BAP + \angle ABE = 90^{\circ}$。
∴$\angle BAP = \angle CBE$。在$\triangle ABP$和$\triangle BCE$中,$\begin{cases} \angle BAP = \angle CBE \\ AB = BC \\ \angle ABP = \angle C \end{cases}$,
∴$\triangle ABP \cong \triangle BCE$。
∴$AP = BE$。
∴$AP = MN$ (3)$HQ = \frac {1}{2}MN$ 如图③,连接$AQ$,$PQ$,$CQ$。由题意,易得$AQ = CQ$。
∵$MN$垂直平分$AP$,
∴$AQ = PQ$。
∴$PQ = CQ$。
∴$\angle QPC = \angle QCP$。
∵易得$\angle QAB = \angle QCP$,
∴$\angle QAB = \angle QPC$。
∴$\angle QAB + \angle QPB = \angle QPC + \angle QPB = 180^{\circ}$。
∴$\angle ABC + \angle AQP = 180^{\circ}$。
∴$\angle AQP = 90^{\circ}$。又
∵易得$H$为$AP$的中点,
∴$HQ = \frac {1}{2}AP$。由(2),知$AP = MN$,
∴$HQ = \frac {1}{2}MN$

24.(1)补全图形如图①所示 (2)如图②,过点$B$作$BE // MN$,交$CD$于点$E$。
∵四边形$ABCD$是正方形,
∴$BM // NE$。
∴四边形$MBEN$为平行四边形。
∴$MN = BE$。
∵四边形$ABCD$是正方形,
∴$AB = BC$,$\angle ABP = \angle C = 90^{\circ}$。
∴$\angle CBE + \angle ABE = 90^{\circ}$。
∵$BE // MN$,$AP ⊥ MN$,
∴$AP ⊥ BE$。
∴$\angle BAP + \angle ABE = 90^{\circ}$。
∴$\angle BAP = \angle CBE$。在$\triangle ABP$和$\triangle BCE$中,$\begin{cases} \angle BAP = \angle CBE \\ AB = BC \\ \angle ABP = \angle C \end{cases}$,
∴$\triangle ABP \cong \triangle BCE$。
∴$AP = BE$。
∴$AP = MN$ (3)$HQ = \frac {1}{2}MN$ 如图③,连接$AQ$,$PQ$,$CQ$。由题意,易得$AQ = CQ$。
∵$MN$垂直平分$AP$,
∴$AQ = PQ$。
∴$PQ = CQ$。
∴$\angle QPC = \angle QCP$。
∵易得$\angle QAB = \angle QCP$,
∴$\angle QAB = \angle QPC$。
∴$\angle QAB + \angle QPB = \angle QPC + \angle QPB = 180^{\circ}$。
∴$\angle ABC + \angle AQP = 180^{\circ}$。
∴$\angle AQP = 90^{\circ}$。又
∵易得$H$为$AP$的中点,
∴$HQ = \frac {1}{2}AP$。由(2),知$AP = MN$,
∴$HQ = \frac {1}{2}MN$