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我们来分析这道关于正方形中线段最值的题目。首先建立坐标系,以B为原点,则A坐标为(0,4),C为(4,0),D为(4,4)。设BH的长度为x,则H点坐标为(0,x),由于DF等于BH,所以F点坐标为(4,4-x)。
接下来分析旋转变换。向量FH等于H减去F,即负4逗号2x减4。将向量顺时针旋转90度,得到向量FM等于2x减4逗号4。因此点M的坐标为F加上向量FM,即2x逗号8减x。现在我们需要求线段AM的长度。
现在计算线段AM的长度。点A坐标为(0,4),点M坐标为(2x,8-x)。根据距离公式,AM的平方等于2x的平方加上8减x减4的平方,化简得到AM的平方等于5x的平方减8x加16。这是一个关于x的二次函数,开口向上,在顶点处取得最小值。
现在用配方法求最小值。将AM的平方等于5x的平方减8x加16进行配方。首先提取二次项系数5,得到5倍的x的平方减五分之八x加16。配方时加减五分之八的一半的平方,即二十五分之十六。整理后得到5倍的x减五分之四的平方加五分之六十四。当x等于五分之四时,AM的平方取得最小值五分之六十四,因此AM的最小值为五分之八倍根号五。