【分析】
要得到完全覆盖图案的最小圆形,首先利用图形的轴对称性可知,最小覆盖圆的圆心必然在图案的对称轴上,且圆需经过图案外侧最远的顶点。解题分为两步:第一步先根据AB的长度,结合勾股定理求出正方形的边长;第二步设出圆心在对称轴上的位置,利用圆心到两个最远顶点的距离均等于半径,列方程组即可求解得到最小半径r。
【解析】
设正方形的边长为$x$,由轴对称性可知,过图形中心的竖直直线为对称轴。点A到BC的垂直距离为$2x$,点A到点B的水平距离为$\dfrac{3}{2}x$,在$\mathrm{Rt}△ACB$中,由勾股定理得:
$(2x)^2+(\dfrac{3}{2}x)^2=5^2$
解得$x=2$(负值舍去),即正方形边长为2。
设对称轴与下方正方形上边交于E,与上方正方形上边交于H,可得$EH=4$,点D到对称轴的水平距离为1。设圆心O在对称轴上,$OE=a$,且$OD=OB=r$,分别对$△ OEB$和$△ OHD$应用勾股定理得:
$\begin{cases}a^2+2^2=r^2\\(4-a)^2+1^2=r^2\end{cases}$
联立解得$r=\dfrac{5}{8}\sqrt{17}$(负值舍去)。
【答案】
$r$的最小值为$\dfrac{5}{8}\sqrt{17}$

【知识点】
勾股定理,轴对称性质,确定圆的条件
【点评】
本题为几何覆盖类问题,解题核心是利用轴对称性简化圆心位置的判定,再结合勾股定理构造方程求解,能有效锻炼数形结合思想和方程思想的应用能力。
【难度系数】
0.6