如图,∠AOB=30°,OD=4,当点 C 在 OA 上运动时,作等腰 Rt△CDE,CD=DE,则 O,E 两点间距离的最小值为多少?
📊 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. 定点与动点分析:点 D 为定点(OD = 4),主动点 C 在射线 OA 上运动,从动点为 E。 2. 瓜豆旋转变换:△CDE 为等腰直角三角形,CD = DE 且 CD ⊥ DE(顺时针旋转 90°)。 将主动点路径所在直线 OA 绕定点 D 顺时针旋转 90°,即可得到从动点 E 的轨迹所在直线! 3. 轨迹方向:因为旋转角为 90°,故 E 的轨迹直线必然垂直于直线 OA。 4. 极值计算:由垂线段最短,当 OE 垂直于 E 的轨迹直线(即 OE ∥ OA)时,OE 取得最小值 2 + 2√3。
📝 完整推导与几何证明
① 识别瓜豆模型:C 为主动点(在射线 OA 上),E 为从动点,D 为定点。 由 CD = DE, CD ⊥ DE,可知点 E 是由点 C 绕点 D 顺时针旋转 90° 得到的, 根据“瓜豆原理”,从动点 E 在垂直于 OA 的直线 MN 上运动; ② 特殊时刻分析极值: 当 DC ⊥ OA 时,在 Rt△OCD 中,∠AOB = 30°,OD = 4, ∴ CD = OD · sin 30° = 2,DE = CD = 2; ∵ ∠OCD = 90°,∠CDE = 90°,∴ DE ∥ OA; ③ 过 E 作 EM ⊥ OA 于 M,交 OB 于 N,则直线 MN 即为 E 的运动轨迹; 在 △DEN 中,∠DEN = 90°,∠EDN = 30°,DE = 2, ∴ DN = DE / cos 30° = 4√3 / 3; ∴ ON = OD + DN = 4 + 4√3 / 3; 在 Rt△OMN 中,∠NOM = 30°, OM = ON · cos 30° = (√3 / 2) × (4 + 4√3 / 3) = 2√3 + 2; ④ 故 O、E 两点间距离的最小值为 2 + 2√3。