好题解析:矩形与直角三角形结合,求线段最值

看下面这道矩形与直角三角形综合的线段最值问题:
先来看下题目:
题目分析:
这是一道以矩形为背景的题目,已知矩形的边长,点E是AB的中点,求满足条件的点P与点D之间的距离的最小值。
从问题中就可以推断出满足条件的P有多个,需要先找出这多个点,然后算出与点D的距离,再进行比较即可解决问题。
如何确定点P的运动轨迹及满足条件的点P的位置是解题的关键。
先来思考点P满足什么特征呢?
  • 点P是△CEP的一个顶点。

  • △CEP有什么特征呢?以CE为斜边,且根据条件可以算出CE的长度,那么可以的得到∠CPE=90度。

  • 于是就可以得到△CEP是一个定边定角三角形。

  • 定边定直角能想到什么呢?

  • 直径所对的圆周角等于90度。

  • 于是可以找出点P的运动轨迹。

  • 点P在以CE为直径的圆弧上运动。

  • 且点P要满足在矩形ABCD的边上。

结合图形可以得到,圆与矩形ABCD的CD边有一个交点,AD边有两个交点。
找到符合条件的点P之后,算出它们与点D的距离再进行比较即可。
如图所示,DP1的长度等于CD的长度减去CP1的长度,根据条件可得BCP1E为矩形,则CP1的长度为2,则DP1的长度为2.
如何求DP2和DP3的长度呢?相似的k字模型,根据相似关系得到关于DP2的方程,解方程即可。
算出各长度之后再进行比较即可。
具体解析如下:
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来总结一下,这道题目考查到:
  • 矩形的性质:对边平行且相等,四个角都是直角。
  • 圆的性质:直径所对的圆周角等于90度。
  • 定边定角辅助圆模型。
  • 矩形的判定和性质。
  • 相似的k字模型。
  • 相似三角形的判定和性质。
  • 解一元二次方程。
  • 实数大小比较。
    解的关键是确定点P的轨迹,找到符合条件的点P,然后根据其几何性质进行计算即可。
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