解答

BP = x, DQ = y とおくと
AQ と BC が平行なので
a : x = AB : BP = QC : CP
AP と DC が平行なので
y : b = QD : DA = QC : CP
従って a : x = y : b より xy = ab となる。

(1) AP+AQ = a+x+b+y = (a+b)+(x+y)
  これが最小になるのは
 x+y が最小になるときである。
  xy = ab なので x=y のときである。
 (相加相乗平均の定理より)
 BP = root(ab) のとき最小になる。

(2) 僊PQ の面積が最小になるのは
  AP×AQ が最小になるときである。
 AP×AQ = (a+x)(b+y) = ab+ay+bx+xy = 2ab+(ay+bx)
これが最小になるのは ay+bx が最小になるときである
(ay)(bx) = abxy = (ab)2 なので
ay+bx が最小になるのは ay=bx のとき
つまり ay=bx=ab 即ち x = a, y = b の時である。
BP = a = AB のとき最小になる。

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(2) の僊PQ の面積が最小となる直線を引くのは
AB = BP, AD = DQ と P,Q をとればよい。
(1) の AP+AQ が最小になるよう P、Q を 作図するのにはどうすればよいでしょう?