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$EI=ID+BE$或$EI=EB-DI$
$\frac{5}{4}$或$\frac{85}{8}$
解​$:【$​探究​$2】$​
​$ (1)$​解答:
解:结论成立.
理由:如图①中,在​$AB$​上截取​$AM=EC$​,连接
​$ME$​,
∵​$BM=BE$​,​$∠ B=90°$​,
∴​$∠ BME=∠ BEM=45°.$​
∵​$∠ DCB=90°$​,​$∠ DCF=45°$​,
∴​$∠ AME=∠ ECF=135°.$​
∵​$∠ AEF=90°$​,∴​$∠ FEC+∠ AEB=90°.$​
又∵​$∠ EAM+∠ AEB=90°$​,
∴​$∠ EAM=∠ FEC.$​
​$ $​在​$△ AEM$​和​$△ EFC$​中,
​$ \begin {cases} ∠ AME=∠ ECF,\\AM=EC,\\∠ MAE=∠ CEF, \end {cases}$​
∴​$△ AEM≌△ EFC(\mathrm {ASA})$​,
∴​$AE=EF.$​
​$【$​探究​$2】$​
​$ (2)$​解答:
是辅助线作法:延长​$BA$​到​$M$​,使​$AM=CE$​,
连接​$ME$​,证明过程如下:
∴​$BM=BE$​,
∴​$∠ BME=45°$​,
∴​$∠ AME=∠ ECF=45°.$​
又∵​$∠ B=∠ AEF=90°$​,
∴​$∠ BAE+∠ BEA=∠ BEA+∠ FET=90°$​,
∴​$∠ BAE=∠ FET$​,
∴​$∠ MAE=∠ CEF$​,
​$ $​在​$△ MAE$​和​$△ CEF_{中}$​,
​$ \begin {cases} ∠ AME=∠ ECF\\AM=EC\\∠ MAE=∠ CEF, \end {cases}$​
∴​$△ MAE≌△ CEF(\mathrm {ASA})$​,
∴​$AE=EF.$​
$22.5°$
解:【操作判断】
​$ (1)②$​解答:
由折叠可知​$∠ PHQ=∠ DHQ$​,
​$∠ PQH=∠ DQH$​,​$QP=QD$​,
∴​$∠ QHD=\frac {1}{2}∠ PHD=\frac {180°-∠ PHC}{2}=67.5°$​,
如图①,连接​$QD$​,
∵​$HI=PI$​,​$PH⊥ AC$​,
即​$QC$​是​$PH$​的垂直平分线,
∴​$QP=QH$​,
∴​$QP=QH=QD$​,
∴​$∠ QHD=∠ QDH=67.5°$​,
∴​$∠ CQD=180°-∠ QDC-∠ QCD$​
​$=180°-67.5°-45°=67.5°$​,
∴​$∠ CQD=∠ QDC$​,
∴​$CQ=CD=8\ \mathrm {cm}.$​
【探究提炼】
​$ (2)$​解答:
如图②,过点​$Q_{作}QE⊥ BC$​,垂足为​$E$​,
过点​$Q_{作}QF⊥ CD$​,垂足为​$F$​,连接​$QD$​,
∴​$∠ QEP=∠ QFD=90°.$​
∵​$AC$​是​$∠ BCD$​的平分线,​$∠ BCD=90°$​,
∴​$QE=QF$​,​$∠ EQF=90°.$​
∵​$QP=QD$​,
∴​$Rt△ QEP≌Rt△ QFD(\mathrm {HL})$​,​$∠ DPQ=∠ QDP$​,
∴​$∠ DQF=∠ PQE$​,
∴​$∠ PQE+∠ PQF=∠ PQF+∠ DQF=90°$​,
∴​$∠ PQD=90°$​,
∴​$∠ DPQ=∠ QDP=45°.$​
【理解应用】
​$ (3)$​解答:
​$△ MND$​的面积最小值为​$100\sqrt {3}\mathrm {m^2}.$​
理由:如图③,过点​$N$​作​$NE⊥ BC$​,垂足为​$E$​,
过点​$N$​作​$NF⊥ CD$​,垂足为​$F.$​
∵​$∠ BCD=60°$​,
∴​$∠ ENF=360°-∠ NFC-∠ NEC-∠ BCD$​
​$=120°.$​
∵在菱形​$ABCD$​中,
​$AC$​是​$∠ BCD$​的平分线,​$∠ BCD=60°$​,
∴​$NE=NF.$​
∵​$NM=ND$​,
∴​$Rt△ NEM≌Rt△ NFD(\mathrm {HL})$​,
∴​$∠ ENM=∠ FND$​,
∴​$∠ ENM+∠ MNF=∠ MNF+∠ FND$​,
∴​$∠ DNM=∠ ENF=120°.$​
∵​$DN=MN$​,
∴​$∠ NMD=∠ NDM=\frac {180°-∠ DNM}{2}=30°.$​
​$ $​过点​$N$​作​$NK⊥ DM$​,垂足为​$K$​,设​$DM=a$​,
则​$MK=\frac {1}{2}DM=\frac {a}{2}$​,​$NK=\frac {1}{2}MN$​,
∵​$MN^2=NK^2+MK^2$​,
即​$(2NK)^2=NK^2+(\frac {a}{2})^2$​,
∴​$NK=\frac {\sqrt {3}}{6}a$​,
∴​$S_{△ NDM}=\frac {1}{2}MD· NK=\frac {\sqrt {3}}{12}a^2$​,
∴当​$a$​最小时,​$△ MND$​的面积最小,
∴当​$DM⊥ BC$​时,​$△ MND$​的面积最小​$.$​
∵​$DM⊥ BC$​,​$∠ BCD=60°$​,
∴​$∠ CDM=30°$​,
∴​$MC=\frac {1}{2}CD=\frac {1}{2}×40=20(\mathrm {m})$​,
∴​$DM=\sqrt {CD^2-CM^2}=\sqrt {40^2-20^2}=20\sqrt {3}(\mathrm {m})$​,
即​$a=20\sqrt {3}$​,
​$ S_{△ NDM}=\frac {\sqrt {3}}{12}a^2=\frac {\sqrt {3}}{12}×(20\sqrt {3})^2=100\sqrt {3}(\mathrm {m^2})$​,
∴​$S_{△ NDM}$​的最小值为​$100\sqrt {3}\mathrm {m^2}.$​