(假设 E 在 AD 边上,F 在 AB 边上,其余类推)
第一步:证明三角形AFE、BFG、CGH、DHE彼此全等.
证明:因为EFGH为正方形,故 EF = FG = GH = HE ;
角AEF与角DEH互余,角AEF又与角AFE互余,因此 角AFE = 角DEH ;
在三角形AFE和三角形DEH中,
EF = HE;
角AFE = 角DEH;
角A = 角D =90度;
所以三角形AFE和三角形DEH全等.
同理三角形AFE、BFG、CGH、DHE彼此全等.
第二步:设 EA 长度为 x (厘米),则 FB = EA = x;
AF = AB - FB = 2 - x;
由勾股定理,
EF^2 = AE^2 + AF^2 = x^2 + (2-x)^2 = 2x^2 - 4x + 4;.(1)
注意 EF^2 就是正方形EFGH的面积S.
(1)式首项系数大于0,
则取最小值时必然在 x = - b/2a = - (-4)/2*2 = 1 处.
由此E位于AB 中点时,正方形EFGH的面积S(CM平方)最小,以 x = 1带入
(1)式,得到最小面积是 2 * 1^2 - 4 * 1 + 4 = 2 ( CM平方 )
证毕.