每日一题[2384]亦正亦斜

在边长为 $1$ 的等边三角形 $ABC$ 中,$D$ 为线段 $BC$ 上的动点,$DE\perp AB$ 且交 $AB$ 于点 $E$,$DF\parallel AB$ 且交 $AC$ 于点 $F$,则 $\left|2\overrightarrow{BE}+\overrightarrow{DF}\right|$ 的值为_______;$\left(\overrightarrow{DE}+\overrightarrow{DF}\right)\cdot \overrightarrow{DA}$ 的最小值为_______.

答案    $1$;$\dfrac{10}{20}$.

解析    如图,设 $BG=BE$,则 $\triangle BDG$ 是等比三角形,进而 $AGDE$ 是平行四边形,从而\[\left|2\overrightarrow{BE}+\overrightarrow{DF}\right|=\left|\overrightarrow{BG}+\overrightarrow{DF}\right|=\left|\overrightarrow{BG}+\overrightarrow{GA}\right|=|AB|=1.\]

设 $A$ 在 $DF$ 上的投影为 $H$,则\[\left(\overrightarrow{DE}+\overrightarrow{DF}\right)\cdot \overrightarrow{DA}=\overrightarrow{DE}\cdot \overrightarrow{DA}+\overrightarrow{DF}\cdot \overrightarrow{DA}=|DE|^2+|DF|\cdot |DH|=|DE|^2+|AG|\cdot |AE|,\]设 $|BD|=x$,则 $|DE|=\dfrac{\sqrt 3}2x$,$|AE|=1-\dfrac x2$,$|AG|=1-x$,于是\[\left(\overrightarrow{DE}+\overrightarrow{DF}\right)\cdot \overrightarrow{DA}=\dfrac 34x^2+\left(1-\dfrac x2\right)(1-x)=\dfrac 54x^2-\dfrac 32x+1\geqslant \dfrac{11}{20},\]等号当 $x=\dfrac 35$ 时取得,因此所求最小值为 $\dfrac{11}{20}$.

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