题目内容

【题目】(问题情境)

课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:

(1)如图①,中,,若,点是斜边上一动点,求线段的最小值.

在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:

根据直线外一点和直线上各点连接的所有线段中,垂线段最短,得到:

当时,线段取得最小值.请你根据小明的思路求出这个最小值.

(思维运用)

(2)如图,在中,,,为斜边上一动点,过作于点,过作于点,求线段的最小值.

(问题拓展)

(3)如图,,线段上的一个动点,分别以为边在的同侧作菱形和菱形,点在一条直线上.,分别是对角线的中点,当点在线段上移动时,点之间的距离的最小值为_____.(直接写出结果,不需要写过程)

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

(1)利用三角形的面积相等即可求解;

(2)连接CM,先证明四边形CDME是矩形,得出DE=CM,再由三角形的面积关系求出CM的最小值,即可得出结果.

(3)连接PM、PN.首先证明∠MPN=90°,设PA=2a,则PB=6-2a,PM=a,PN=(3-a),构建二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;

解:(1)如图,当时,线段取得最小值.

∵中,,,

∴AB=,

∵,

∴,

∴,

故CM的最小值为.

(2)连接CM,如图所示:


∵MD⊥AC,ME⊥CB,
∴∠MDC=∠MEC=90°,
∵∠C=90°,
∴四边形CDME是矩形,
∴DE=CM,
∵∠C=90°,BC=3,AC=4,
∴AB=

当CM⊥AB时,CM最短,

∵

∴,

∴

∴线段DE的最小值为;
故答案为:.

(3)连接PM、PN.
∵四边形APCD,四边形PBFE是菱形,∠DAP=60°,
∴∠APC=120°,∠EPB=60°,
∵M,N分别是对角线AC,BE的中点,
∴∠CPM=∠APC=60°,∠EPN=∠EPB=30°,
∴∠MPN=60°+30°=90°,
设PA=2a,则PB=6-2a,PM=a,PN=(3-a),

,

∴a=时,点M,N之间的距离最短,最短距离为,
故答案为:.

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