在 $\mathrm {Rt}\triangle ABC$ 中,$\angle BAC=90^\circ$,$AC=AB=4$,$D,E$ 分别是 $AB,AC$ 的中点.若等腰 $\mathrm {Rt}\triangle ADE$ 绕点 $A$ 旋转,得到等腰 $\mathrm {Rt}\triangle AD_1E_1$,记直线 $BD_1$ 与 $CE_1$ 的交点为 $P$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    线段最值
    >
    旋转之求线段最值
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    线段最值
    >
    旋转之求线段最值
  1. 设 $BC$ 的中点为 $M$,求线段 $PM$ 的长;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      旋转之求线段最值
    答案
    $PM=\dfrac 12BC=2\sqrt 2$
    解析
    易证 $\triangle E_1AC\cong \triangle D_1AB$,
    所以 $\angle E_1CA=\angle D_1BA$.
    从而 $A,B,C,P$ 四点共圆,
    所以 $\angle BPC=\angle BAC=90^\circ$.如图,因为点 $M$ 是 $\mathrm{Rt}\triangle BPC$ 斜边的中点,
    所以 $PM=\dfrac 12BC=2\sqrt 2$.
  2. 求点 $P$ 到 $AB$ 所在直线的距离的最大值.
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      旋转之求线段最值
    答案
    $1+\sqrt 3$
    解析
    由题意知,点 $D_1,E_1$ 在以 $A$ 为圆心、$AD$ 为半径的圆上,而点 $P$ 在直线 $BD_1$ 上,所以当直线 $BD_1$ 与 $\odot A$ 相切时,点 $P$ 到直线 $AB$ 的距离最大.此时四边形 $AD_1PE_1$ 是正方形,即 $PD_1=AD_1=2$.如图所示,作 $PG\perp AB$ 于点 $G$,则在 $\mathrm{Rt}\triangle AD_1B$ 中,
    有 $\angle ABD_1=30^\circ, BD_1=2\sqrt 3$.
    所以 $PG=\dfrac 12PB=1+\sqrt 3$,
    即点 $P$ 到 $AB$ 所在直线的距离的最大值为 $1+\sqrt 3$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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