题目内容

【题目】在菱形中,.

(1)如图1,点为线段的中点,连接,.若,求线段的长.

(2)如图2,为线段上一点(不与,重合),以为边向上构造等边三角形,线段与交于点,连接,,为线段的中点.连接,判断与的数量关系,并证明你的结论.

(3)在(2)的条件下,若,请你直接写出的最小值.

【答案】(1)EC=;(2)DM=2DQ;(3)DM+CN的最小值为2.

【解析】

(1)如图1,连接对角线BD,先证明△ABD是等边三角形,根据E是AB的中点,由等腰三角形三线合一得:DE⊥AB,利用勾股定理依次求DE和EC的长;

(2)如图2,作辅助线,构建全等三角形,先证明△ADH是等边三角形,再由△AMN是等边三角形,得条件证明△ANH≌△AMD(SAS),则HN=DM,根据DQ是△CHN的中位线,得HN=2DQ,由等量代换可得结论.

(3)先判断出点N在CD的延长线上时,CN+DM最小,最小为CH,再判断出∠ACD=30°,即可用三角函数求出结论.

解:(1)如图1,

连接BD,则BD平分∠ABC,

∵四边形ABCD是菱形,

∴AD∥BC,

∴∠A+∠ABC=180°,

∵∠A=60°,

∴∠ABC=120°,

∴∠ABD=∠ABC=60°,

∴△ABD是等边三角形,

∴BD=AD=4,

∵E是AB的中点,

∴DE⊥AB,

由勾股定理得:DE=,

∵DC∥AB,

∴∠EDC=∠DEA=90°,

在Rt△DEC中,DC=4,

EC=;

(2)如图2,

延长CD至H,使DH=CD,连接NH、AH,

∵AD=CD,

∴AD=DH,

∵CD∥AB,

∴∠HDA=∠BAD=60°,

∴△ADH是等边三角形,

∴AH=AD,∠HAD=60°,

∵△AMN是等边三角形,

∴AM=AN,∠NAM=60°,

∴∠HAN+∠NAG=∠NAG+∠DAM,

∴∠HAN=∠DAM,

在△ANH和△AMD中,

∴△ANH≌△AMD(SAS),

∴HN=DM,

∵D是CH的中点,Q是NC的中点,

∴DQ是△CHN的中位线,

∴HN=2DQ,

∴DM=2DQ.

(3)如图2,由(2)知,HN=DM,

∴要CN+DM最小,便是CN+HN最小,

即:点C,H,N在同一条线上时,CN+DM最小,

此时,点D和点Q重合,

即:CN+DM的最小值为CH,

如图3,

由(2)知,△ADH是等边三角形,

∴∠H=60°.

∵AC是菱形ABCD的对角线,

∴∠ACD=∠BCD=∠BAD=30°,

∴∠CAH=180°-30°-60°=90°,

在Rt△ACH中,CH==2,

∴DM+CN的最小值为2.

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