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如图,两射线 l1,l2 均与直线 l 垂直,垂足分别为 D,E 且 DE=1. 点 A 在直线 l 上,点 B,C 分别在射线 l1,l2 上.

  1. 若 F 为线段 BC 的中点,求 AF→⋅AD→ 的最小值;
  2. ΔABC 为等边三角形,求 ΔABC 面积的取值范围.
解

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  1. 取 DE 中点 M,则要使 AF→⋅AD→ 最小,它至少要是负值,也即 A 在线段 DM 上. 这样 AF→⋅AD→=AM→⋅AD→=−AM⋅AD≥−(AM+AD)24=−DM24=−116, 取等时 A 为 DM 中点.
  2. 不妨设 A 在 M 下方. 这样,记 CB→ 与射线 l2 所夹的角为 θ∈[0,π2]. 而要使 A 在 l 上,则 θ=π−∠ECA−∠ACB=∠ACl2−π2≥π2−π3=π6, 从而 θ∈[π6,π2]. 而 BC=1sin⁡θ, 这样 SΔABC=34BC2=34sin2⁡θ∈[34,3].