题目内容

【题目】如图1,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,D是BC上一个动点,连接AD,以AD为边向右侧作等腰直角△ADE,其中∠ADE=90°.

(1)如图2,G,H分别是边AB,BC的中点,连接DG,AH,EH.求证:△AGD∽△AHE;

(2)如图3,连接BE,直接写出当BD为何值时,△ABE是等腰三角形;

(3)在点D从点B向点C运动过程中,求△ABE周长的最小值.

【答案】(1)证明见解析;(2)当BD=0或或时,△ABE是等腰三角形.;(3)△ABE周长最小值为.

【解析】(1)根据等腰直角三角形的性质和相似三角形的判定解答即可;

(2)分三种情况:

①当B与D重合时,即BD=0,如图3,此时AB=BE;

③当AB=AE时,如图4,此时E与C重合,可得BD的长;

③当AB=BE时,如图5,作辅助线,构建等腰直角三角形和全等三角形,证明△ADM≌△DEG,和△EMG是等腰直角三角形,则ME=MG,根据(1)得:△AHD∽△AME,且,可计算BD的长;

(3)先确定△ABE周长的最小值时,E的位置:作点B关于直线MC的对称点N,连接AN交MC于点E′,此时△ABE′就是所求周长最小的△ABE;证明四边形ABMC是正方形,根据△ABD∽△AME,得∠AME=∠ABD=45°,知点E在射线MC上,利用勾股定理求AN的长,根据周长定义可得结论.

(1)证明:如图2,由题意知△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,

∴∠B=∠DAE=45°.

∵H为BC中点,

∴AH⊥BC.

∴∠BAH=45°=∠DAE.

∴∠GAD=∠HAE.

在等腰直角△BAH和等腰直角△DAE中,

AH=AB=AG,AE=AD.

∴,

∴△AGD∽△AHE;

(2)解:分三种情况:

①当B与D重合时,即BD=0,如图3,此时AB=BE;

③当AB=AE时,如图4,此时E与C重合,

∴D是BC的中点,

∴BD=BC=2;

③当AB=BE时,如图5,过E作EH⊥AB于H,交BC于M,连接AM,过E作EG⊥BC于G,连接DH,

∵AE=BE,EH⊥AB,

∴AH=BH,

∴AM=BM,

∵∠ABC=45°,

∴AM⊥BC,△BMH是等腰直角三角形,

∵AD=DE,∠ADE=90°,

易得△ADM≌△DEG,

∴DM=EG,

∵∠EMG=∠BMH=45°,

∴△EMG是等腰直角三角形,

∴ME=MG,

由(1)得:△AHD∽△AME,且,

∴∠AHD=∠AME=135°,ME=DH,

∴∠BHD=45°,MG=DH,

∴△BDH是等腰直角三角形,

∴BD=DH=EG=DM=;

综上所述,当BD=0或或2时,△ABE是等腰三角形;

(3)解:当点D与点B重合时,点E的位置记为点M,连接CM,如图6,

此时,∠ABM=∠BAC=90°,∠AMB=∠BAM=45°,BM=AB=AC.

∴四边形ABMC是正方形.

∴∠BMC=90°,

∴∠AMC=∠BMC-∠AMB=45°,

∵∠BAM=∠DAE=45°,

∴∠BAD=∠MAE,

在等腰直角△BAM和等腰直角△DAE中,

AM=AB,AE=AD.

∴.

∴△ABD∽△AME.

∴∠AME=∠ABD=45°

∴点E在射线MC上,

作点B关于直线MC的对称点N,连接AN交MC于点E′,

∵BE+AE=NE+AE≥AN=NE′+AE′=BE′+AE′,

∴△ABE′就是所求周长最小的△ABE.

在Rt△ABN中,

∵AB=4,BN=2BM=2AB=8,

∴AN=.

∴△ABE周长最小值为AB+AN=4+4.

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