逆等線、最值問題 (近幾年中考比較流行此類題目)
等腰△ABC中,E、F分别是腰AB、AC上的動點,且AE=CF,即逆向相等,則EF稱為等腰△ABC的逆等線。一般情況下題目中有兩個沒有首尾相連的線段相等,也歸為逆等線問題。
由于AE與CF沒有首尾相連,所以一般通過平移、構造全等三角形等方法轉移線段,使它們産生聯系。
這個例題是最常見的逆等線求最值的問題
固定的△ABC中,D、E分别是AB、AC上的動點,且AD=CE,求BE CD的最小值。
如圖,通過構造全等三角形,△CEF≌△ADC,使D、E雙動點轉化成單動點,BE CD轉化成BE EF,最小值就是定點B、F間的距離。具體題目中會給出一些特殊角度,便于計算BF的長度,最常見的是等邊三角形,直角三角形。
下面是練習題,構造方法非常多,解析僅供參考。
①如圖△ABC,AB=AC,∠BAC=90°,E、F分别在AB、AC上,且AE=CF,AD⊥EF交BC于D,求證EF=AD。
②等邊△ABC的邊長是6,E、F是AB、AC邊上的動點,且AE=CF,求EF的最小值。
③如圖△ABC,∠ABC=60°,點D、E分别在BC、AC上,且AE=CD,若AB=4,AC=5,求AD BE的最小值。
④如圖△ABC,∠BAC=90°,點D、E是BC邊上的動點,且BD=CE,若BC=5,求AD AE的最小值。
⑤如圖,矩形ABCD,AB=3,AD=4,點E、F分别是線段AC、BC上的動點,且AE=CF,求DE DF的最小值。
⑥如圖,矩形ABCD,AB=2,AD=1,G是AB中點,E、F分别是AD、CD邊上的動點,且CF=2AE,求GF 2BE的最小值。
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以下是練習題的答案與解析,解題方法多種多樣,僅供大家參考。
①答案:簡證如下
把EA平移到FG,連接CG、AG,則四邊形AEFG是平行四邊形,AG=EF。△FCG是等腰直角三角形,∠ACG=45°。
因為∠CAG=∠BAD,AB=AC,∠ACG=45°=∠B,所以△ACG≌△ABD(ASA),AG=AD,所以EF=AD。
②答案:3
利用條件AE=CF,構造△CDF≌AFE。
如圖,過C作CD∥AB,且CD=AF,則∠DCF=∠FAE,△CDF≌△AFE(SAS),所以DF=EF。
易知四邊形BCDE是平行四邊形,所以DE=BC=6。
EF DF=2EF≥DE,當EFD三點共線時取等号(此時EF∥BC)。所以EF的最小值是3。
③答案:√61
利用AE=CD,構造△AEF≌CDA,把AD轉移到EF,則與BE相連。
過點A作AF∥BC,且AF=AD。則∠EAF=∠C,所以△AEF≌△CDA(SAS),所以AF=AC=5。
轉化成BE EF的最小值,且B、F都是定點,BE EF≥BF
接下來求出BF即可。延長FA,過B作BG⊥FA于點G,則∠ABG=30°,AG=2,GF=7,BG=2√3。
BF²=BG² GF²=12 49=61,所以BF=√61,即AD BE的最小值是√61。
④答案:5
利用BD=CE,構造△BDF≌CEA,把AE轉移到DF,則與AD相連。
過B作BF∥AC,BF=AC,則∠DBF∠C,所以△BDF≌△CEA(SAS),所以BF=AC,DF=AE。
AD AE=AD DF≥AF。
接下來求出AF即可。易知△ABF≌△BAC(SAS),所以AF=BC=5,即AD AE的最小值是5。
⑤答案:√985 / 5
利用AE=CF,構造△AGE≌CDF,把DF轉移到EG,則與DE相連。
過點A作AG⊥AC,且AG=CD。則△AGE≌△CDF(SAS),所以AG=CD=3。
轉化成DE EG的最小值,且G是定點,DE EG≥DG
接下來求出DG即可。延長DA,過G作GH⊥DA于點H,則△GAH∽△ACD(一線三垂直),AC=5,容易求出AH=9/5,GH=12/5,所以DH=29/5,直角△DHG中根據勾股定理求出DG=√985 / 5。
⑥答案:√26
此題給的是線段的2倍關系,不能構造全等,但是可以構造相似。
利用CF=2AE,構造△CHF∽△ABE,把2BE轉移到FH,則與GF相連。
延長BC至H,使CH=2AB,則△CHF∽△ABE,所以FH=2BE。
GF 2BE≥GH。
接下來求出GH即可。GB=1,BH=BC CH=1 4=5,根據勾股定理可得GH=√26。
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