10. 如图,在等边$\triangle ABC$中,$AB = 10$,$BD = 4$,$BE = 2$,点 $P$ 从点 $E$ 出发沿 $EA$ 方向运动,连接 $PD$,以 $PD$ 为边,在 $PD$ 右侧按如图方式作等边$\triangle DPF$,当点 $P$ 从点 $E$ 运动到点 $A$ 时,点 $F$ 运动的路径长是(
A
)

A.$8$
B.$10$
C.$3\pi$
D.$5\pi$
解析:
证明:连接CF,过F作FQ⊥BC于Q,过P作PH⊥BC于H。
设∠PDB=α,则∠PDF=60°,∠FDQ=120°-α。
在等边△ABC中,∠B=60°,
∴∠BPD=120°-α,
∴∠BPD=∠FDQ。
∵△DPF是等边三角形,
∴PD=FD。
在△PBD和△DQE中,∠PHD=∠FQD=90°,∠BPD=∠FDQ,PD=FD,
∴△PHD≌△DQE(AAS),
∴DQ=PH,FQ=DH。
设BP=x,BE=2,AB=10,
∴PE=x-2,PH=BP·sin60°= $\frac{\sqrt{3}}{2}x$,BH=BP·cos60°= $\frac{x}{2}$,DH=BD-BH=4- $\frac{x}{2}$。
DQ=PH= $\frac{\sqrt{3}}{2}x$,CQ=BC-BD-DQ=10-4- $\frac{\sqrt{3}}{2}x$=6- $\frac{\sqrt{3}}{2}x$,FQ=DH=4- $\frac{x}{2}$。
点F坐标可表示为(CQ,FQ)=(6- $\frac{\sqrt{3}}{2}x$,4- $\frac{x}{2}$),设F(x_F,y_F),则x_F=6- $\frac{\sqrt{3}}{2}x$,y_F=4- $\frac{x}{2}$,消去x得x_F=6- $\sqrt{3}(4-y_F)$,即x_F= $\sqrt{3}y_F$-6 $\sqrt{3}$+6,
∴F点在定直线上运动。
当P=E时,x=2,F1(6- $\sqrt{3}$,3);当P=A时,x=10,F2(6-5 $\sqrt{3}$,-1)。
F点运动路径长为F1F2的距离:$\sqrt{( (6- $\sqrt{3}$)-(6-5 $\sqrt{3}$) )^2+(3-(-1))^2}$= $\sqrt{(4 $\sqrt{3}$)^2+4^2}$=8。
答案:A