【分析】
本题可类比题干给出的等腰三角形面积拆分的思路求解:
(1)探究点在等边三角形内部的结论时,可连接点P与三角形三个顶点,将△ABC拆分为△ABP、△BCP、△ACP三个小三角形,根据三个小三角形面积和等于大三角形面积,结合等边三角形三边相等的性质,约去公共系数即可得到三条垂线段的和与腰上高的关系;
(2)探究点在等边三角形外部的结论时,同样连接点P与三个顶点,此时△ABC的面积等于△ABP与△ACP的面积之和减去△BCP的面积,再结合等边三角形三边相等的性质推导即可。
【解析】
(1) 结论:$PE+PF+PM=BG$,证明如下:
连接$PA$、$PB$、$PC$,如答图①,
根据面积关系可得:$S_{△ABP} + S_{△BCP} + S_{△ACP} = S_{△ABC}$。
∵$△ ABC$是等边三角形,
∴$AB=AC=BC$。
又
∵$PE⊥AB$,$PF⊥AC$,$PM⊥BC$,$BG⊥AC$,
根据三角形面积公式代入面积等式得:
$\frac{1}{2}AB · PE + \frac{1}{2}AC · PF + \frac{1}{2}BC · PM = \frac{1}{2}AC · BG$,
将$AC$、$BC$都替换为$AB$,等式两边同时除以$\frac{1}{2}AB$,可得$PE+PF+PM=BG$。
(2) (1)的结论不成立,数量关系为$PE+PF-PM=BG$,理由如下:
连接$PA$、$PB$、$PC$,如答图②,
此时面积关系为:$S_{△ABP} + S_{△ACP} - S_{△BCP} = S_{△ABC}$。
∵$△ ABC$是等边三角形,
∴$AB=AC=BC$。
又
∵$PE⊥AB$,$PF⊥AC$,$PM⊥BC$,$BG⊥AC$,
代入面积公式得:
$\frac{1}{2}AB · PE + \frac{1}{2}AC · PF - \frac{1}{2}BC · PM = \frac{1}{2}AC · BG$,
将$AC$、$BC$替换为$AB$,等式两边同时除以$\frac{1}{2}AB$,可得$PE+PF-PM=BG$。
【答案】
(1)$PE+PF+PM=BG$.
证明:连接 PA,PB,PC,如答图①,
则 $S_{△ ABP} + S_{△ BCP} + S_{△ ACP} = S_{△ ABC}$.

∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC.
∵PE⊥AB,PF⊥AC,PM⊥BC,BG⊥AC,
∴$\frac{1}{2}AB · PE + \frac{1}{2}AC · PF + \frac{1}{2}BC · PM = \frac{1}{2}AC · BG$,
∴$\frac{1}{2}AB · PE + \frac{1}{2}AB · PF + \frac{1}{2}AB · PM = \frac{1}{2}AB · BG$,
∴PE+PF+PM=BG.
(2)不成立,PE+PF-PM=BG.理由如下:
连接 PA,PB,PC,如答图②,
则 $S_{△ ABP} + S_{△ ACP} - S_{△ BCP} = S_{△ ABC}$.
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC.
∵PE⊥AB,PF⊥AC,PM⊥BC,BG⊥AC,
∴$\frac{1}{2}AB · PE + \frac{1}{2}AC · PF - \frac{1}{2}BC · PM = \frac{1}{2}AC · BG$,
∴$\frac{1}{2}AB · PE + \frac{1}{2}AB · PF - \frac{1}{2}AB · PM = \frac{1}{2}AB · BG$,
∴PE+PF-PM=BG.
【知识点】
等边三角形性质、三角形面积计算、面积法应用
【点评】
本题是面积法探究线段关系的典型题型,由等腰三角形的基础结论拓展到等边三角形内、外不同位置的线段关系,体现了类比思想和分类讨论思想的应用,解题的关键是正确拆分三角形面积,结合等边三角形三边相等的性质推导结论。
【难度系数】
0.6