题目内容

【题目】如图,在等腰直角三角形ABC中,,,D是AB的中点,E、F分别是AC、BC上的点(点E不与端点A、C重合),连接EF并取EF的中点O,连接DO并延长至点G,使,连接DE、GE、GF.

(1)求证:四边形EDFG是平行四边形;

(2)若,探究四边形EDFG的形状?

(3)在(2)的条件下,当E点在何处时,四边形EDFG的面积最小,并求出最小值.

【答案】(1)详见解析;(2)详见解析;(3)当E点在AC中点时,四边形EDGF的面积最小为4.

【解析】

(1)根据对角线互相平分的四边形是平行四边形可得结论;

(2)连接CD,根据等腰直角三角形的性质可得出∠A=∠DCF=45°、AD=CD,结合AE=CF可证出△ADE≌△CDF(SAS),根据全等三角形的性质可得出DE=DF、ADE=∠CDF,通过角的计算可得出∠EDF=90°,再根据(1)中的结论,由此即可证出四边形EDFG是正方形;

(3)过点D作DE′⊥AC于E′,根据等腰直角三角形的性质可得出DE′的长度,从而得出2≤DE<2,再根据正方形的面积公式即可得出四边形EDFG的面积的最小值.

(1)证明:∵O是EF的中点,

∴OE=OF,

∵OG=OD,

∴四边形EDFG是平行四边形;

(2)解:四边形EDFG是正方形,理由是:

连接CD,如图1所示,

∵△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,D是AB的中点,

∴∠A=∠DCF=45°,AD=CD.

在△ADE和△CDF中,

,

∴△ADE≌△CDF(SAS),

∴DE=DF,∠ADE=∠CDF.

∵∠ADE+∠EDC=90°,

∴∠EDC+∠CDF=∠EDF=90°,

由(1)知:四边形EDFG是平行四边形;

∴四边形EDFG是正方形;

(3)解:过点D作DE′⊥AC于E′,如图2所示.

∵△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,AC=BC=4,

∴DE′=BC=2,AB=4,点E′为AC的中点,

∴2≤DE<2(点E与点E′重合时取等号).

∴4≤S四边形EDFG=DE2<8.

∴当点E为线段AC的中点时,四边形EDFG的面积最小,该最小值为4.

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