3.如圖,在正三棱柱A1B1C1-ABC中,AB=2,A1A=2$\sqrt{3}$,D,F(xiàn)分別是棱AB,AA1的中點,E為棱AC上的動點,則△DEF周長的最小值為$\sqrt{7}$+2.

分析 由正三棱柱A1B1C1-ABC的性質(zhì)可得:AA1⊥AB,AA1⊥AC.在Rt△ADF中,利用勾股定理可得DF=2.因此只要求出DE+EF的最小值即可得出.把底面ABC展開與側(cè)面ACC1A1在同一個平面,如圖所示,只有當(dāng)三點D,E,F(xiàn)在同一條直線時,DE+EF取得最小值.利用余弦定理即可得出.

解答 解:由正三棱柱A1B1C1-ABC,可得AA1⊥底面ABC,∴AA1⊥AB,AA1⊥AC.
在Rt△ADF中,DF=$\sqrt{(\sqrt{3})^{2}+{1}^{2}}$=2.
把底面ABC展開與側(cè)面ACC1A1在同一個平面,如圖所示,
只有當(dāng)三點D,E,F(xiàn)在同一條直線時,DE+EF取得最小值.
在△ADE中,∠DAE=60°+90°=150°,由余弦定理可得:
DE=$\sqrt{(\sqrt{3})^{2}+{1}^{2}-2\sqrt{3}×cos15{0}^{°}}$=$\sqrt{7}$.
∴△DEF周長的最小值=$\sqrt{7}$+2.
故答案為:$\sqrt{7}$+2.

點評 本題考查了空間幾何位置關(guān)系、余弦定理、側(cè)面展開圖,考查了轉(zhuǎn)化能力、數(shù)形結(jié)合能力、推理能力與計算能力,屬于難題.

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