Question

【題目】如圖，△ABC中，∠A=90°，AB=AC=4，D是BC邊上一點，將點D繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到點E，連接CE.

(1)當點E在BC邊上時,畫出圖形并求出∠BAD的度數(shù)；

(2)當△CDE為等腰三角形時，求∠BAD的度數(shù)；

(3)在點D的運動過程中，求CE的最小值.

(參考數(shù)值:sin75°=， cos75°=，tan75°=)

Answer 1

【答案】（1）∠BAD=15°；（2）∠BAC=45°或∠BAD =60°；（3）CE=．

【解析】

（1）如圖1中，當點E在BC上時．只要證明△BAD≌△CAE，即可推出∠BAD=∠CAE=（90°-60°）=15°；

（2）分兩種情形求解①如圖2中，當BD=DC時，易知AD=CD=DE，此時△DEC是等腰三角形．②如圖3中，當CD=CE時，△DEC是等腰三角形；

（3）如圖4中，當E在BC上時，E記為E′，D記為D′，連接EE′．作CM⊥EE′于M，E′N⊥AC于N，DE交AE′于O．首先確定點E的運動軌跡是直線EE′（過點E與BC成60°角的直線上），可得EC的最小值即為線段CM的長（垂線段最短）.

解：（1）如圖1中，當點E在BC上時．

∵AD=AE，∠DAE=60°，

∴△ADE是等邊三角形，

∴∠ADE=∠AED=60°，

∴∠ADB=∠AEC=120°，

∵AB=AC，∠BAC=90°，

∴∠B=∠C=45°，

在△ABD和△ACE中，

∠B=∠C，∠ADB=∠AEC，AB=AC，

∴△BAD≌△CAE，

∴∠BAD=∠CAE=（90°-60°）=15°．

（2）①如圖2中，當BD=DC時，易知AD=CD=DE，此時△DEC是等腰三角形，∠BAD=∠BAC=45°．

②如圖3中，當CD=CE時，△DEC是等腰三角形．

∵AD=AE，

∴AC垂直平分線段DE，

∴∠ACD=∠ACE=45°，

∴∠DCE=90°，

∴∠EDC=∠CED=45°，

∵∠B=45°，

∴∠EDC=∠B，

∴DE∥AB，

∴∠BAD=∠ADE=60°．

（3）如圖4中，當E在BC上時，E記為E′，D記為D′，連接EE′．作CM⊥EE′于M，E′N⊥AC于N，DE交AE′于O．

∵∠AOE=∠DOE′，∠AE′D=∠AEO，

∴△AOE∽△DOE′，

∴AO：OD=EO：OE'，

∴AO：EO=OD：OE'，

∵∠AOD=∠EOE′，

∴△AOD∽△EOE′，

∴∠EE′O=∠ADO=60°，

∴點E的運動軌跡是直線EE′（過點E與BC成60°角的直線上），

∴EC的最小值即為線段CM的長（垂線段最短），

設E′N=CN=a，則AN=4-a，

在Rt△ANE′中，tan75°=AN：NE'，

∴2+=，

∴a=2-，

∴CE′=CN=2-．

在Rt△CE′M中，CM=CE′cos30°=，

∴CE的最小值為．