如图,在 Rt△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC,点 D 是 BC 边上一动点,以 AD 为边向右作等腰 Rt△ADE,其中 ∠DAE=90°,AD=AE. (1)画出当点 D 从点 B 运动到点 C 的过程中,点 E 的运动轨迹; (2)若 AB=6,点 F 为 AB 的中点,连接 EF,求 EF 的最小值.
📊 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. 全等构造求轨迹 (1):以 A 为定点,△ABC 与 △ADE 均为等腰直角三角形,易证 △ABD ≌ △ACE (SAS),得 ∠ACE = ∠B = 45°。 ∴ ∠BCE = ∠ACB + ∠ACE = 45° + 45° = 90°,即 CE ⊥ BC! 故从动点 E 的轨迹是过点 C 且垂直于 BC 的射线 CF。 2. 极值转化 (2):F 为 AB 中点(定点),E 在垂线 CE 上运动,由“垂线段最短”,当 EF ⊥ CE 时,EF 取得最小值。 3. 几何计算:作 FM ⊥ BC 于 M,易证四边形 CEFM 为矩形,EF = CM = BC - BM = (9/2)√2。
📝 完整推导与几何证明
① 证明 △ABD ≌ △ACE: ∵ ∠BAC = ∠DAE = 90°,∴ ∠BAD = ∠CAE; 在 △ABD 和 △ACE 中,AB = AC, ∠BAD = ∠CAE, AD = AE, ∴ △ABD ≌ △ACE (SAS),∴ ∠ACE = ∠ABD = 45°; ∴ ∠BCE = ∠ACB + ∠ACE = 45° + 45° = 90°,即 CE ⊥ BC; 因此,点 E 的运动轨迹是过点 C 垂直于 BC 的线段 CF; ② 求 EF 最小值: 当 EF ⊥ CE 时,EF 长度最小; 过点 F 作 FM ⊥ BC 于 M,在 Rt△BFM 中,F 是 AB 中点,AB = 6,∴ BF = 3; ∵ ∠B = 45°,∴ BM = BF · cos 45° = 3√2 / 2; 在 Rt△ABC 中,BC = √(6² + 6²) = 6√2; ∵ 四边形 CEFM 为矩形,∴ EF = CM = BC - BM = 6√2 - 3√2 / 2 = 9√2 / 2 = 4.5√2。