如图,△ABC为等边三角形,点D为AC边上一动点,连接BD,将线段BD绕点B逆时针旋转ɑ得到线段BE,连接CE、DE,其中CE与AB交于点F.
(1)如图1,若D为AC的中点,α=90°,BC=4,求BF的长;
(2)如图2,若∠ABE=∠ADB,猜想线段AD、BF的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在(2)的条件下,将△BDE沿BD翻折得到△BDE′,M为AB的中点,连接ME′,当ME′最小时,在△BCD内找一点P,使
的值最小,若BC=4,直接写出的最小值.解:(1)当D为AC中点时,BE=AD=2
,同时BE||AC,得BF:AF=BE:AC=:2,得BF=8-12(2)方法一:过点E作EG||BC交AB于点G,∠BGE=∠ABC=60°,而∠BAD=60°得∠BGE=∠BAD,BE=BD,∠ABE=∠ADB,得△ABD≌△GEB,得BG=AD,EG=AB,又∠EGF=∠CBF,∠EFG=∠BFC,得△EFG≌△CFB,BF=GF,即有BG=2BF,故AD=2BF
方法二:过点E作EP||AB交CB延长线于点P,易知∠P=∠ABC=∠BAD=60°,而∠ADB+∠ABD=120°,∠ADB=∠ABE得∠ABE+∠ABD=120°,而∠ABE+∠EBP=120°,得∠PBE=∠ABD,又BE=BD得△ABD≌△PBE,PE=AD,BP=AB,而AB=BC得PB=BC,故BF为中位线,PE=2BF,故AD=2BF
(3) 由(2)知EG=BC,EG||BC,故点E在NQ上运动(其中NQ||BA),由瓜豆原理知E亦在直线上运动,E在ST上运动,且ST||BC,明显当ME⊥BC时,ME取最小值;
作BH⊥AC于点H,易得△BIE≌△DHB,DH=BI=1,而CH=2,故CD=3
点评:虽然考查的是瓜豆原理,但很多同学根本找不到点的轨迹,一般通过构造全等来求解.
第二步:将△PCD绕点C顺时针旋转90°,同时使CQ=
,QH=故PQ=,,明显当B、P、Q、H共线时取最小值,最小值为
BH,CH=2,HI=,CI=3,BH=2,故点评:此类加权最值问题,需要巧妙的构造相似三角形,这里同学们可以自己琢磨解法.
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