实战演练
【实战演练1】矩形动点旋转45°与CG最小值
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从动点轨迹
瓜豆原理辅助线
坐标网格
📌 原题题干
如图,长方形 ABCD 中,AB=3,BC=4,E 为 BC 上一点,且 BE=1,F 为 AB 边上的一个动点,连接 EF,将 EF 绕着点 E 顺时针旋转 45° 到 EG 的位置,连接 FG 和 CG,则 CG 的最小值为( )
A. 2 B. 1 + 3√2/2 C. 2√2 D. 5/2
📊 几何量度与最值对比
主动点(瓜)
从动点(豆)
运动轨迹
瓜豆辅助形
目标测量线
🧠 瓜豆原理核心剖析
1.
动点与定点
:E(1,0) 为定点,F 为主动点(在边 AB 上运动),G 为从动点。
2.
瓜豆旋转变换
:EF 绕 E 顺时针旋转 45° 得到 EG,EF = EG 且 ∠FEG = 45°。
将主动点所在线段 BE 绕点 E 顺时针旋转 45° 得到线段 ET,易证 △EBF ≌ △ETG (SAS)。
3.
轨迹确定
:由全等得 ∠ETG = ∠B = 90°,故从动点 G 在过点 T 且垂直于 ET 的定射线 TG 上运动!
4.
极值转化
:C 为定点,当 CG ⊥ TG 时,CG 取最小值。连接 DE 交 CG 于 J,可得四边形 ETGJ 为矩形,CG_min = CJ + GJ = 1 + 3√2/2。
📝 完整推导与几何证明
① 将线段 BE 绕点 E 顺时针旋转 45° 得到线段 ET,连接 GT,连接 DE 交 CG 于 J:
∵ 矩形 ABCD 中,AB = CD = 3, ∠B = 90°,BE = 1, BC = 4,∴ CE = CD = 3;
∵ ∠BET = ∠FEG = 45°,∴ ∠BEF = ∠TEG;
在 △EBF 和 △TEG 中,EB = ET, ∠BEF = ∠TEG, EF = EG,
∴ △EBF ≌ △TEG (SAS),∴ ∠ETG = ∠B = 90°;
② ∴ 点 G 在射线 TG 上运动,当 CG ⊥ TG 时,CG 达到最小值;
③ ∵ CE = CD = 3,∠C = 90°,∴ △CDE 为等腰直角三角形,∠CED = 45°;
∴ ∠TEJ = 180° - ∠BET - ∠CED = 180° - 45° - 45° = 90°;
又 ∠ETG = 90°,∠CGT = 90°,∴ 四边形 ETGJ 是矩形!
∴ GJ = TE = BE = 1,DE ∥ GT,CJ ⊥ DE;
④ 在等腰 Rt△CDE 中,斜边 DE = 3√2,故斜边上的高 CJ = 1/2 DE = 3√2 / 2;
⑤ ∴ CG_min = CJ + GJ = 1 + 3√2 / 2。
故选 B。
🎯 最终标准答案
🏆 结论:
CG 的最小值为 1 + 3√2/2(故选 B)