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  • 1. (2021·郑州模拟) 阅读材料:平面几何中的费马问题是十七世纪法国数学家、被誉为业余数学家之王的皮埃尔·德·费马提出的一个著名的几何问题.1643年,在一封写给意大利数学家和物理学家托里拆利的私人信件中,费马提出了下面这个极富挑战性和趣味性的几何难题,请求托里拆利帮忙解答:给定不在一条直线上的三个点A,B,C,求平面上到这三个点的距离之和最短的点P的位置.托里拆利成功地解决了费马的问题.后来人们就把平面上到一个三角形的三个顶点A,B,C距离之和最小的点称为 ABC的费马-托里拆利点,也简称为费马点或托里拆利点.问题解决:

    1. (1) 费马问题有多种不同的解法,最简单快捷的还是几何解法.如图1,我们可以将 BPC绕点B顺时针旋转60°得到 BDE,连接PD,可得 BPD为等边三角形,故PD=PB,由旋转可得DE=PC,因PA+PB+PC=PA+PD+DE,由可知,PA+PB+PC的最小值与线段的长度相等;
    2. (2) 如图2,在直角三角形ABC内部有一动点P,∠BAC=90°,∠ACB=30°,连接PA,PB,PC,若AB=2,求PA+PB+PC的最小值;
    3. (3) 如图3,菱形ABCD的边长为4,∠ABC=60°,平面内有一动点E,在点E运动过程中,始终有∠BEC=90°,连接AE、DE,在 ADE内部是否存在一点P,使得PA+PD+PE最小,若存在,请直接写出PA+PD+PE的最小值;若不存在,请说明理由.

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