如图,点 $E$ 是过 $A(-4,-4),B(0,4)$ 两点的直线上的动点,直线 $AC:y=-\dfrac 12x-6$ 交 $y$ 轴于点 $C$,过点 $E$ 作 $EF\perp x$ 轴交 $AC$ 于点 $F$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    特殊平行四边形的存在性
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    线段最值
    >
    “PA+k·PB”型的最值问题
  1. 在 $y$ 轴上存在着一点 $D$,连接 $ED,DF$,当点 $E$ 运动到什么位置时,以 $A,E,F,D$ 为顶点的四边形是矩形?求出此时点 $E,D$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      特殊平行四边形的存在性
    答案
    点 $E$ 的坐标为 $(-2,0)$,点 $D$ 的坐标为 $(0,-1)$
    解析
    由题意可得直线 $AB$ 的解析式为 $y=2x+4$,点 $C$ 的坐标为 $(0,-6)$.
    所以 $AB^2=(-4)^2+(-4-4)^2=80$,
    $AC^2=(-4)^2+(-4+6)^2=20$,$BC^=100$,
    从而有 $AB^2+AC^2=BC^2$,即 $\angle BAC=90^\circ$.
    欲使以 $A,E,F,D$ 为顶点的四边形是矩形,
    只需四边形 $AEDF$ 为平行四边形即可.
    可设点 $E(m,2m+4)$,点 $D(0,n)$,则点 $F\left(m,-\dfrac 12m-6\right)$.由平行四边形对角线互相平分可得 $\begin{cases}-4+0=m+m,\\-4+n=2m+4-\dfrac 12m-6.\end{cases}$
    解得 $\begin{cases}m=-2,\\n=-1.\end{cases}$
    所以点 $E$ 的坐标为 $(-2,0)$,点 $D$ 的坐标为 $(0,-1)$.
  2. 在第1问的前提下,以点 $E$ 为圆心,$ED$ 长为半径作圆,点 $M$ 为 $\odot E$ 上一动点,求 $\dfrac 12AM+CM$ 的最小值.
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      “PA+k·PB”型的最值问题
    答案
    $\dfrac 12AM+CM$ 的最小值为 $\dfrac{5\sqrt 5}2$
    解析
    易求 $AE=2\sqrt 5$,$DE=\sqrt 5$,
    如图,连接 $ME$,则 $ME=DE=\dfrac 12 AE$.
    在 $AE$ 上取一点 $G$,使得 $GE=\dfrac 12ME$.连接 $MG$,则 $\triangle MEG\backsim \triangle AEM$,
    所以 $MG=\dfrac 12MA$,
    连接 $CG$,则 $CG$ 的长即为 $\dfrac 12AM+CM$ 的最小值.
    而 $AG=\dfrac{3\sqrt 5}2$,$AC=2\sqrt 5$,
    所以在 $\mathrm{RT}\triangle CAG$ 中,可得 $CG=\sqrt{AG^2+AC^2}=\dfrac{5\sqrt 5}2$,
    即 $\dfrac 12AM+CM$ 的最小值为 $\dfrac{5\sqrt 5}2$.
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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