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【探照灯模型】【半角模型】

 八旗娃娃 2024-04-27 发布于河南

试题内容

如图,正方形ABCD的边长为4,动点E、F分别在边BC、CD上,且∠EAF=45°, 则线段EF的最小值为             .

解法分析-间接求法

问题转化

将△ADF绕点A顺时针旋转90°,得到△ABG.
根据半角模型中的第二组全等可证:EG=EF,
∴“求EF的最小值”可转化为“求EG的最小值”.

探照灯模型求最值

∵AB⊥EG于点B,AB=4(定高),∠EAG=45°(定角),
∴当垂足B是EG的中点时,EG取得最小值.

★方法1:二倍角
易证:△AEG是等腰三角形.
∴∠BAE=22.5°.
在BA上截取BH=BE,连接EH,
则∠BHE=45°,
进而证明:AH=EH=BH,
∴AB=BH+BH=4,
∴BH=4-4,
∴EG=2BE=2BH=8-8,
EF=8-8.

★方法2:列方程
设BE=BG=,则DF=
∴CE=CF=4-,EF=(4-).
由半角模型得:EF=BE+DF=2.
(4-)=2
解得:=4-4,
EF=2=8-8.

解法分析-直接求法

双折叠

根据半角模型中的第二组全等可证:
∠1=∠2,∠3=∠4.
作AG⊥EF于点G.
根据AAS证明:
△ABE≅△AGE,△ADF≅△AGF,
∴AG=AB=4.

探照灯模型求最值

∵AG⊥EF于点G,AG=4(定高),∠EAF=45°(定角),
∴当垂足G是EF的中点时,EF取得最小值.

与间接求法同理可得:EF=8-8.

解法分析-初高中衔接

不等式求最值

设CE=,CF=,则:EF=a+b.
+≥2,(当且仅当=时,等号成立.)
∴当CE=CF时,EF取得最小值,同时EF取得最小值.

与间接求法同理可得:EF=8-8.

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