Cho tam giác ABC vuông cân tại A. Các điểm D, E theo thứ tự di chuyển trên AB, AC sao cho BD = AE. Xác địnhvị trí điểm D, E sao cho: a) DE có độ dài nhỏ nhất
b) Tứ giác BDEC có diện tích nhỏ nhất
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
a)
Đặt AB=AC=a (không đổi); BD=AE=b (0<x<a)
Áp dụng định lý Pi-ta go với \(\Delta ADE\) vuông tại A ta có:
\(DE^2=AD^2+AE^2=\left(a-x\right)^2+a^2=2x^2-2ax+a^2\)\(=2\left(x^2-ax\right)-a^2\)
\(=2\left(x-\frac{a^2}{4}\right)^2+\frac{a^2}{2}\ge\frac{a^2}{2}\)
Ta có DE nhỏ nhất \(\Leftrightarrow\)\(DE^2\) nhỏ nhất\(\Leftrightarrow x=\frac{a}{2}\)
\(\Leftrightarrow BD=AE=\frac{a}{2}\Leftrightarrow D,E\) là trung điểm của AB;AC.
Vậy D;E phải là trung điểm của AB;AC thì DE có độ dài nhỏ nhất.
b)
Ta có:\(S_{ADE}=\frac{1}{2}.AD.AE=\frac{1}{2}.AD.BD\)\(=\frac{1}{2}AD\left(AB-AD\right)=\frac{1}{2}\left(AD^2-AB.AD\right)\)
\(=-\frac{1}{2}\left(AD^2-2\frac{AB}{2}.AD+\frac{AB^2}{4}\right)+\frac{AB^2}{8}\)\(=-\frac{1}{2}\left(AD-\frac{AB}{4}\right)^2+\frac{AB}{2}\le\frac{AB^2}{8}\)
Vậy \(S_{BDEC}=S_{ABC}-S_{ADE}\ge\frac{AB^2}{2}-\frac{AB^2}{8}=\frac{3}{8}AB^2\) không đổi.
Do đó: \(min_{S_{BDEC}}=\frac{3}{8}AB^2\) khi D;E lần lượt là trung điểm của AB;AC.
Đặt AB = AC = a không đổi; AE = BD = x (0 < x < a)
Áp dụng định lý Pitago với \[\Delta \]ADE vuông tại A có:
DE2 = AD2 + AE2 = (a – x)2 + x2 = 2x2 – 2ax + a2 = 2(x2 – ax) – a2
= 2(x –\[\frac{{{a}^{2}}}{4}\])2 + \[\frac{{{a}^{2}}}{2}\] \[\ge \] \[\frac{{{a}^{2}}}{2}\]
Ta có DE nhỏ nhất $\Leftrightarrow $ DE2 nhỏ nhất $\Leftrightarrow $ x =\[\frac{a}{2}\]
$\Leftrightarrow $ BD = AE =\[\frac{a}{2}\] $\Leftrightarrow $ D, E là trung điểm AB, AC
b) Ta có: SADE =\[\frac{1}{2}\]AD.AE =\[\frac{1}{2}\]AD.BD =\[\frac{1}{2}\]AD(AB – AD)=\[\frac{1}{2}\](AD2 – AB.AD)
= –\[\frac{1}{2}\](AD2 – 2\[\frac{AB}{2}\].AD + \[\frac{A{{B}^{2}}}{4}\]) + \[\frac{A{{B}^{2}}}{8}\] = –\[\frac{1}{2}\](AD – \[\frac{AB}{4}\])2 + \[\frac{A{{B}^{2}}}{2}\] \[\le \] \[\frac{A{{B}^{2}}}{8}\]
Vậy SBDEC = SABC – SADE\[\ge \] \[\frac{A{{B}^{2}}}{2}\] – \[\frac{A{{B}^{2}}}{8}\] = \[\frac{3}{8}\] AB2 không đổi
Do đó min SBDEC =\[\frac{3}{8}\]AB2 khi D, E lần lượt là trung điểm AB, AC (0,25đ)