题目内容
在平行四边形ABCD中,BC=2AB=2,∠B=60°,点E是线段AD上任一点(不包含点D),沿直线CE将△CDE翻折成△CD′E,使D′在平面ABCE上的射影F落在直线CE上,则AD′的最小值是( )
分析:利用面面垂直的性质定理、余弦定理、勾股定理、正弦函数的单调性即可得出.
解答:解:如图所示:
在图2中,过点D作DF⊥CE,垂足为F点,连接AF,D′F.
∵沿直线CE将△CDE翻折成△CD′E,使D′在平面ABCE上的射影F落在直线CE上,
∴平面D′CE⊥平面ABCD.
∴D′F⊥平面ABCD,∴D′F⊥AF,
∴AD′2=D′F2+AF2.
设∠CDF=θ,0°≤θ≤60°,则DF=CDcosθ=cosθ,∠EDF=60°-θ.
在△ADF中,由余弦定理得AF2=22+cos2θ-2×2cosθ×cos(60°-θ),
∴D′A2=4+2cos2θ-4cosθ(
cosθ+
sinθ)=4-
sin2θ,
当且仅当sin2θ=1,即2θ=90°,θ=45°时,取得最小值,且AD′的最小值是
.
故选A.
∵沿直线CE将△CDE翻折成△CD′E,使D′在平面ABCE上的射影F落在直线CE上,
∴平面D′CE⊥平面ABCD.
∴D′F⊥平面ABCD,∴D′F⊥AF,
∴AD′2=D′F2+AF2.
设∠CDF=θ,0°≤θ≤60°,则DF=CDcosθ=cosθ,∠EDF=60°-θ.
在△ADF中,由余弦定理得AF2=22+cos2θ-2×2cosθ×cos(60°-θ),
∴D′A2=4+2cos2θ-4cosθ(
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当且仅当sin2θ=1,即2θ=90°,θ=45°时,取得最小值,且AD′的最小值是
4-
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故选A.
点评:熟练掌握面面垂直的性质定理、余弦定理、勾股定理、正弦函数的单调性是解题的关键.
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