(2017·廣西玉林)如圖,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=4,D是AB的中點(diǎn),E,F(xiàn)分別是AC,BC上的點(diǎn)(點(diǎn)E不與端點(diǎn)A,C重合),且AE=CF,連接EF并取EF的中點(diǎn)O,連接DO并延長(zhǎng)至點(diǎn)G,使GO=OD,連接DE,DF,GE,GF. (1)求證:四邊形EDFG是正方形; (2)當(dāng)點(diǎn)E在什么位置時(shí),四邊形EDFG的面積最???并求四邊形EDFG面積的最小值. 【圖文解析】 (1)簡(jiǎn)析:由已知條件(O為EF的中點(diǎn),GO=OD )可得到四邊形EDFG是平行四邊形。如下圖示: 下面進(jìn)一步證明四邊形EDFG中有一鄰邊相等和一個(gè)內(nèi)角為直角。 由于D是等腰直角△ABC斜邊上的中點(diǎn),因此通常連接CD,即可得到相關(guān)重要結(jié)論,如下圖示: 不難證得∴△ADE≌△CDF(SAS),所以DE=DF,∠ADE=∠CDF. 因∠ADE+∠EDC=90°,進(jìn)一步又得到∠EDC+∠CDF=∠EDF=90°. 結(jié)合上述所得到的結(jié)論知,四邊形EDFG是正方形. (2)由(1)證明知:四邊形EDFG是正方形,所以S四邊形EDFG=DE2,因此當(dāng)DE最短時(shí),四邊形EDFG的面積最小.如下圖示: 因E是邊AC上的動(dòng)點(diǎn),根據(jù)“垂線段最短”可知,當(dāng)DE⊥AC于E時(shí),DE最小,如下圖示: 此時(shí),四邊形的頂點(diǎn)G與C點(diǎn)重合,不難證得E是AC的中點(diǎn),同時(shí)DE=1/2AC=2.如下圖示: 所以正方形的面積為22=4. 綜上所述,當(dāng)點(diǎn)E為線段AC的中點(diǎn)時(shí),四邊形EDFG的面積最小,該最小值為4. 【拓展】將本題的條件“E,F分別是AC,BC上的點(diǎn)”改為“E,F分別是直線AC,直線BC上的點(diǎn)”,相關(guān)結(jié)論仍然成立,如下圖示: |
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