试题:
如图,正方形ABCD的边长是4,∠DAC的平分线交DC于点E,点P、Q分别是边AD和AE上的动点(两动点都不与端点重合).
(1)PQ+DQ的最小值是       
(2)说出PQ+DQ取得最小值时,点P、点Q的位置,并在图8中画出;
(3)请对(2)中你所给的结论进行证明.

答案:

我来补答
(1) (2)过点Q作QP⊥AD,垂足即为点P(3)证明见解析
解:(1) ;…………………………………………………………2分
(2)如图4,过点D作DF⊥AC,垂足为F,………………………3分
DF与AE的交点即为点Q;………………………………………………4分
过点Q作QP⊥AD,垂足即为点P;……………………………………5分
(3)由(2)知,DF为等腰Rt△ADC底边上的高,
∴DF=AD·sin45°=4×.…………………………6分
∵AE平分∠DAC,Q为AE上的点,
且QF⊥AC于点F,QP⊥AD于点P,
∴QP=QF(角平分线性质定理),……………………………………7分
∴PQ+DQ=FQ+DQ=DF=
下面证明此时的PQ+DQ为最小值:
在AE上取异于Q的另一点Q(图5).…………………………………9分
①过Q点作Q⊥AC于点F,………………………………………10分
过Q点作Q⊥AD于点P,…………………………………………11分
则P+DQ=F+DQ
由“一点到一条直线的距离”,可知,垂线段最短,
∴得F+DQ>FQ+DQ,
即P+DQ>PQ+DQ.…………………………………………12分
②若P是AD上异于P的任一点,………………………………………13分
可知斜线段P>垂线段P,………………………………………14分
∴P+DQ>P+DQ>PQ+DQ.
从而可得此处PQ+DQ的值最小.
此题考核正方形的性质,利用垂线段最短求证最小值
 
 
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