6. [2024 山東煙臺中考]如圖,在$□ ABCD$中,$\angle C= 120^{\circ}$,$AB= 8$,$BC= 10$,$E為邊CD$的中點,$F為邊AD$上的一動點,將$\triangle DEF沿EF翻折得\triangle D'EF$,連接$AD'$,$BD'$,則$\triangle ABD'$面積的最小值為______。

答案:答案 $20\sqrt{3} - 16$
解析 由翻折得 $D'E = DE$,
∵ $E$ 是 $CD$ 的中點,∴ $D'E = DE = CE$,
即點 $D'$ 的運動軌跡是以點 $E$ 為圓心,$\frac{1}{2}CD$ 長為半徑的圓弧。
如圖,過點 $C$ 作 $CG⊥AB$ 于點 $G$,過點 $E$ 作 $EH⊥BA$ 交 $BA$ 的延長線于點 $H$,交圓 $E$ 于 $D'$,則 $HE = CG$,此時 $D'$ 到邊 $AB$ 的距離最小,最小值為 $D'H$ 的長,即此時 $△ABD'$ 面積的值最小。

∵ 在 $□ABCD$ 中,$∠BCD = 120^{\circ}$,
∴ $∠ABC = 60^{\circ}$,∴ 在 $Rt△BCG$ 中,$∠BCG = 30^{\circ}$,
∵ $BC = 10$,∴ $CG = 5\sqrt{3}$,∴ $EH = 5\sqrt{3}$,
∵ $CD = AB = 8$,∴ $D'E = DE = 4$,∴ $HD' = 5\sqrt{3} - 4$,
∴ $△ABD'$ 面積的最小值為 $\frac{1}{2}×8×(5\sqrt{3} - 4) = 20\sqrt{3} - 16$。