题目内容
【题目】问题提出:
(1)如图1,在四边形中,已知:,,,的面积为8,求边上的高.
问题探究
(2)如图2在(1)的条件下,点是边上一点,且,,连接,求的面积
问题解决
(3)如图3,在(1)的条件下,点是边上任意一点,连接、,若,的面积是否存在最小值;若存在,求出最小值;若不存在;请说明理由.
【答案】(1)4;(2);(3)存在,最小值为
【解析】
(1)作BC边上的高AM,利用三角形面积公式即可求解;
(2)延长DA,过B点作BF⊥DA于点F,作BH⊥AE于点H,易得四边形BCDF为矩形,在(1)的条件下BC=CD=4,则BCDF为正方形,由,结合∠FAB=∠CBA可得∠FAB=∠EAB,从而推出BF=BH=4,易证Rt△BCE≌Rt△BHE,所以EH=CE=2,设AD=a,则AF=AH=4-a,在Rt△ADE中利用勾股定理建立方程可求出a,最后根据S△ABE=即可求解;
(3)辅助线同(2),设AD=a,CE=m,则DE=4-m,同(2)可得出m与a的关系式,设△ABE的面积为y,由y=得到m与y的关系式,再求y的最小值即可.
(1)如图所示,作BC边上的高AM,
∵S△ABC=
∴
即BC边上的高为4;
(2)如图所示,延长DA,过B点作BF⊥DA于点F,作BH⊥AE于点H,
∵,
∴∠BCD=∠D=90°=∠F
∴四边形BCDF为矩形,
又∵BC=CD=4
∴四边形BCDF为正方形,
∴DF=BF=BC=4,
又∵AD∥BC
∴∠FAB=∠CBA
又∵∠EAB=∠CBA
∴∠FAB=∠EAB
∵BF⊥AF,BH⊥AE
∴BH=BF=4,
在Rt△BCE和Rt△BHE中,
∵BE=BE,BH=BC=4
∴Rt△BCE≌Rt△BHE(HL)
∴EH=CE=2
同理可证Rt△BAF≌Rt△BAH(HL)
∴AF=AH
设AD=a,则AF=AH=4-a
在Rt△ADE中,AD=a,DE=2,AE=AH+EH=4-a+2=6-a
由勾股定理得AD2+DE2=AE2,即
解得
∴AE=6-a=
S△ABE=
(3)存在,
如图所示,延长DA,过B点作BF⊥DA于点F,作BH⊥AE于点H,
同(2)可得CE=EH,AF=AH,
设AD=a,CE=EH=m,则DE=4-m,AF=AH=4-a
在Rt△ADE中,AD2+DE2=AE2,即
整理得
∴AE=AH+HE=
设△ABE的面积为y,
则y=
∴
整理得:
∵方程必有实数根
∴
整理得
∴(注:利用求根公式进行因式分解)
又∵面积y≥0
∴
即△ABE的面积最小值为.