如图,在△ABC中,AC=BC=12,CD⊥AB于点D,E为AC边上一点,连接BE,DE,BE交CD于O
首先,连接AC、BD,可得到以下图形:
[asy] size(120); draw((0,0)--(9,0)--(4.5,7.794)--cycle); draw((4.5,7.794)--(0,0)); draw((4.5,7.794)--(9,0)); draw((4.5,7.794)--(2.25,0)); draw((2.25,0)--(9,0),dashed); label("A",(0,0),SW); label("B",(9,0),SE); label("C",(4.5,7.794),N); label("D",(2.25,0),S); label("E",(4.5,0),S); label("O",(3.375,3.897),W); label("F",(6.75,3.897),E); [/asy]
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若O为CD的中点,则OD=OC=1/2CD。由于∠BDC=90°,故BD^2=BC^2-CD^2=144-CD^2,而BD=DE+BE,因此(DE+BE)^2=144-CD^2,即(DE+BE)^2+CD^2=144。又由于O为CD的中点,所以OD^2=OE·OB,即(1/2CD)^2=OE·(BE+BD),即1/4CD^2=(DE+BE)^2,代入上式可得DE=1/4CD,BE=3/4CD。因此,CE=BE-BC=-12。
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设OD=3x,OC=2x,则CD=5x。同样地,由于OD^2=OE·OB,可得OE=9/4x^2,由勾股定理可得BD=3/4·5x=15/4x。又由于BD=DE+BE,可得DE=3/4·BD=45/16x,BE=1/4·BD=15/16x。因此,CE=BE-BC=-33/4。
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设DE=x,CE=y,则BE=12-y。由cos定理可得BD^2=BC^2+CD^2-2·BC·CD·cos∠BCD=144-36cos∠BCD,而BD^2=(12-y)^2+x^2,因此(12-y)^2+x^2=144-36cos∠BCD,即x^2+y^2-24y+36=36-36cos∠BCD,即x^2+y^2-24y=36cos∠BCD。因为y≥0,所以x^2+y^2≥y^2,故x^2+y^2-24y≥y^2-24y=-12^2。于是x^2+y^2-24y≥-12^2,即x^2+y^2≥24y-12^2。因此,DE+ 1/2CE=x + 1/2y ≥ x+1/2(24y-12^2)=12y-6^2。当y=6时,DE+1/2CE取得最小值-9。
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