Question

【題目】如圖，正方形 ABCD 中，AB＝4，點 E為邊AD上一動點，連接 CE，以 CE為邊，作正方形CEFG（點D、F在CE所在直線的同側(cè)），H為CD中點，連接 FH．

（1）如圖 1，連接BE，BH，若四邊形 BEFH 為平行四邊形，求四邊形 BEFH 的周長；

（2）如圖 2，連接 EH，若 AE＝1，求△EHF 的面積；

（3）直接寫出點E在運動過程中，HF的最小值．

Answer 1

【答案】（1）8；（2） ；（3）3 ．

【解析】

（1）由平行四邊形的性質(zhì)和正方形的性質(zhì)可得EC=EF=BH，BC=DC，可證Rt△BHC≌Rt△CED，可得CH=DE，由“SAS”可證BE=EC，可得BE=EF=HF=BH=EC，由勾股定理可求BH的長，即可求四邊形BEFH的周長；
（2）連接DF，過點F作FM⊥AD，交AD延長線于點M，由“AAS”可證△EFM≌△CED，可得CD=EM=4，DE=FM=3，由三角形面積公式可求解；
（3）過點F作FN⊥CD的延長線于點N，設(shè)AE=x=DM，則DE=4-x=FM，NH=4-x+2=6-x，由勾股定理可求HF的長，由二次函數(shù)的性質(zhì)可求HF的最小值．

解：（1）∵四邊形BEFH為平行四邊形
∴BE=HF，BH=EF
∵四邊形EFGC，四邊形ABCD都是正方形
∴EF=EC，BC=CD=4=AD
∴BH=EC，且BC=CD
∴Rt△BHC≌Rt△CED（HL）
∴CH=DE
∵H為CD中點，
∴CH=2=DE
∴AE=AD-DE=2=DE，且AB=CD，∠BAD=∠ADC=90°
∴Rt△ABE≌Rt△DCE（SAS）
∴BE=EC
∴BE=EF=HF=BH=EC
∵CH=2，BC=4
∴BH= = =2
∴四邊形BEFH的周長=BE+BH+EF+FH=8；
（2）如圖2，連接DF，過點F作FM⊥AD，交AD延長線于點M，

∵AE=1，
∴DE=3
∵∠FEM+∠CEM=90°，∠CEM+∠ECD=90°
∴∠FEM=∠ECD，且CE=EF，∠EDC=∠EMF=90°
∴△EFM≌△CED（AAS）
∴CD=EM=4，DE=FM=3，
∴DM=1，
∴S△EFH=S△EFD+S△EDH+S△DHF=×3×3+×3×2+×2×1= ；
（3）如圖3，過點F作FN⊥CD的延長線于點N，

由（2）可知：△EFM≌△CED
∴CD=EM，DE=FM，
∴CD=AD=EM，
∴AE=DM，
設(shè)AE=x=DM，則DE=4-x=FM，
∵FN⊥CD，FM⊥AD，ND⊥AD
∴四邊形FNDM是矩形
∴FN=DM=x，FM=DN=4-x
∴NH=4-x+2=6-x
在Rt△NFH中，HF= = =
∴當(dāng)x=3時，HF有最小值==3 ．

故答案為：（1）8；（2） ；（3）3 ．