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超難線段最值問題,正方形中的等邊三角形,不會(huì)處理的同學(xué)占多數(shù)!

 學(xué)霸數(shù)學(xué) 2025-10-10 發(fā)布于廣東

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如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,點(diǎn)E、F分別是邊AB、AD上的動(dòng)點(diǎn),AE=DF,連接EF,以EF為邊向下作等邊△EFG,連接CG,則CG的最小值是_________

方法一:連接AG,以AG為邊長(zhǎng)作等邊△AGH,連接FH、DH,以AD為邊長(zhǎng)作等邊△ADI,連接GI

∵∠AGH=∠EGF=60°

∴∠AGH-∠AGF=∠EGF-∠AGF

∴∠AGE=∠FGH

又∵GA=GH,GE=GF

∴△GAE≌△GHF

∴∠GFH=∠GEA

∴∠AFH=360°-(∠AFE+∠EFG+∠GFH)=360°-(∠AFE+∠EFG+∠GEA)=360°-(∠AFE+∠EFG+∠GEF+∠AEF)=360°-210°=150°

∴∠DFH=30°

∵DF=AE

∴DF=HF

∴∠ADH=75° 

∵GA=GD,AI=AD,∠GAI=∠DAH

∴△GAI≌△DAH

∴∠AIG=∠ADH=75°

連接AI交CD、BC于點(diǎn)N、M

在四邊ADNI中,可得∠AND=135°,得∠MNC=45°

當(dāng)A、G、C共線時(shí),CG取最小值

AG=AIsin75=,故CGmin=8-AG=

方法二:如圖,以AE、AF為鄰邊作矩形AFHE,

∵AE=FH,AE=DF

∴FH=FD

∴∠FDH=45°,即點(diǎn)H在對(duì)角線BD上

取EF的中點(diǎn)Q,Q也為AH的中點(diǎn),故點(diǎn)Q在△ABD的中位線上運(yùn)動(dòng),

點(diǎn)A、E、O、H、F五點(diǎn)共圓,∠EOF=90°且∠OFE=∠OAE=45°,得OE=OF,得G、O、Q三點(diǎn)共線CG+GQ≥CQ,即GC≥

方法三:取EF的中點(diǎn)Q作QI⊥AE于點(diǎn)I,作GH⊥QI于點(diǎn)H

設(shè)AE=2m,則DF=2m

△AEF~△HQG,得

得QH=m,GH=,于是SC=,GS=

設(shè)

GCmin=

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