25. 在平面直角坐标系xOy中,设点,是图形W上的任意两点. 定义图形W的测度面积:若的最大值为m,的最大值为n,则
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/05 11:33:12
25. 在平面直角坐标系xOy中,设点
,
是图形W上的任意两点. 定义图形W的测度面积:若
的最大值为m,
的最大值为n,则
为图形W的测度面积. 例如,若图形W是半径为1的⊙O.当P,Q分别是⊙O与x轴的交点时,如图1,
取得最大值,且最大值m=2;当P,Q分别是⊙O与y轴的交点时,如图2,
取得最大值,且最大值n=2.则图形W的测度面积
. ![](http://img.wesiedu.com/upload/5/f7/5f77930a69735c126adf565a748e2242.png)
(1)若图形W是等腰直角三角形ABO,OA=OB=1. ①如图3,当点A,B在坐标轴上时,它的测度面积S= ; ②如图4,当AB⊥x轴时,它的测度面积S= ; (2)若图形W是一个边长为1的正方形ABCD,则此图形测度面积S的最大值为 ; (3)若图形W是一个边长分别为3和4的矩形ABCD,求它的测度面积S的取值范围. ![](http://img.wesiedu.com/upload/b/7d/b7db7505cfbf35373067f199a833da30.png)
老师我们老师上课讲了我没听懂,麻烦步骤细一点
![](http://img.wesiedu.com/upload/9/2a/92a07a247850a7f562a6094b47ac0f89.png)
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老师我们老师上课讲了我没听懂,麻烦步骤细一点
解题思路: 结合三角形相似和勾股定理进行求解
解题过程:
解:
(1)① 1;② 1.
(2) 2.
(3)不妨设矩形ABCD的边AB=4,BC=3.由已知可得,平移图形W不会改变其测度面积S的大小,将矩形ABCD的其中一个顶点B平移至x轴上.
当顶点A,B或B,C都在x轴上时,如图5和图6,矩形ABCD的测度面积S就是矩形ABCD的面积,此时S取得最小值,且最小值为12.
当顶点A,C都不在x轴上时,如图7.
过A作直线AE⊥x轴于点E,过C作直线CF⊥x轴于点F,
过D作直线GH∥x轴,与直线AE,CF分别交于点H和点
G,则可得四边形EFGH是矩形.
当点P,Q分别与点A,C重合时,
取得最大值
,
且最大值
;
当点P,Q分别与点B,D重合时,
取得最大值
,且最大值
.
∴图形W的测度面积
.
∵∠ABC=90°,∴∠ABE+∠CBF=90°.
∵∠AEB=90°,∴∠ABE+∠BAE=90°.∴∠BAE=∠CBF.
又∵
,∴△ABE∽△BCF.
∴
.
设![](http://img.wesiedu.com/upload/6/17/6176e2fc6b3cc1935601506bcdca8220.gif)
,则
,
在Rt△ABE中,由勾股定理得
.
∴
.即
.∵
,∴![](http://img.wesiedu.com/upload/a/da/adafd57f1dea537bf78c82b0d9d0fddf.gif)
易证△ABE≌△CDG. ∴
.
∴
,
.
∴![](http://img.wesiedu.com/upload/5/f5/5f5a338695bac15c325d716d4d5cf2ac.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/a/43/a4330e4ea4e22b98072cf4982692cdf4.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/e/bd/ebdf485fa17b93318db16c31cbcf4f36.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/8/0a/80a769ee788d7ff124d7638b2c50e09b.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/2/90/29049ff4695f05c3c2ec3305fdf8b018.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/8/5d/85daeff98bee5c9757872892af4afdd9.gif)
∴当
,即
时,测度面积S取得最大值
.
∵
,∴
.∴
.
∴当顶点A,C都不在x轴上时,S的范围为![](http://img.wesiedu.com/upload/d/a2/da28a77ed38fb37a5bc425d49b6bd4b8.gif)
.
综上所述,测度面积S的取值范围是
.
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/da/cdaabedcee83937a52558e0a31bf9bc7.png)
解题过程:
解:
(1)① 1;② 1.
(2) 2.
(3)不妨设矩形ABCD的边AB=4,BC=3.由已知可得,平移图形W不会改变其测度面积S的大小,将矩形ABCD的其中一个顶点B平移至x轴上.
当顶点A,B或B,C都在x轴上时,如图5和图6,矩形ABCD的测度面积S就是矩形ABCD的面积,此时S取得最小值,且最小值为12.
当顶点A,C都不在x轴上时,如图7.
过A作直线AE⊥x轴于点E,过C作直线CF⊥x轴于点F,
过D作直线GH∥x轴,与直线AE,CF分别交于点H和点
G,则可得四边形EFGH是矩形.
当点P,Q分别与点A,C重合时,
![](http://img.wesiedu.com/upload/2/a6/2a6a9e9d3a354e502d28b96b990decd9.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/9/8f/98fbf06996ef535e8094066735ac58c1.gif)
且最大值
![](http://img.wesiedu.com/upload/d/d4/dd44982b116db895c1dd196a07c98d2d.gif)
当点P,Q分别与点B,D重合时,
![](http://img.wesiedu.com/upload/7/07/7070bc0ccd80708752eaa56e84d2ec79.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/2c/c2c32c96d085ca4553682e6355e53370.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/8/4a/84abf14ec220eae7a037f7c4d28141d0.gif)
∴图形W的测度面积
![](http://img.wesiedu.com/upload/9/03/9039d7df24acbd8b82a7e187f005fec4.gif)
∵∠ABC=90°,∴∠ABE+∠CBF=90°.
∵∠AEB=90°,∴∠ABE+∠BAE=90°.∴∠BAE=∠CBF.
又∵
![](http://img.wesiedu.com/upload/5/49/549b60f8495a02d8bb125729c63f2307.gif)
∴
![](http://img.wesiedu.com/upload/5/e6/5e6b4fe84b9a74f5271fa838de6fa9aa.gif)
设
![](http://img.wesiedu.com/upload/6/17/6176e2fc6b3cc1935601506bcdca8220.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/0/02/002922934907cff029a42b44ed14ae5b.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/8/ef/8ef455f36eea47ba18432ff6a3b8e592.gif)
在Rt△ABE中,由勾股定理得
![](http://img.wesiedu.com/upload/2/1d/21dbc04eb8780472a4732e675776e64c.gif)
∴
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/fc/cfc939bb2e7beacae4a8cd77cf689402.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/7/91/791700a5f9eb13d2d966f69f53b52c1c.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/72/b72cb2c6c0283a21e285948e398ce858.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/a/da/adafd57f1dea537bf78c82b0d9d0fddf.gif)
易证△ABE≌△CDG. ∴
![](http://img.wesiedu.com/upload/a/00/a00b741b1c862cf7617e8820782c681d.gif)
∴
![](http://img.wesiedu.com/upload/6/d9/6d926894cf15e0e4981251dc89e62836.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/6/89/6897ab399934ee1da84fd5075e7137bc.gif)
∴
![](http://img.wesiedu.com/upload/5/f5/5f5a338695bac15c325d716d4d5cf2ac.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/a/43/a4330e4ea4e22b98072cf4982692cdf4.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/e/bd/ebdf485fa17b93318db16c31cbcf4f36.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/8/0a/80a769ee788d7ff124d7638b2c50e09b.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/2/90/29049ff4695f05c3c2ec3305fdf8b018.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/8/5d/85daeff98bee5c9757872892af4afdd9.gif)
∴当
![](http://img.wesiedu.com/upload/7/1e/71e96058e8c26f5330cf43586179d4e3.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/1/da/1da4d56308125c4c73010fac8174c54c.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/c0/bc075d4056b46554bb5e7b8cc8262229.gif)
∵
![](http://img.wesiedu.com/upload/3/2d/32d05da9f96d0bc656429b46c018ff3b.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/d/1f/d1ff03a6d4bdcbbefb10a3b1aab6e186.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/e/2b/e2bde95310d90f673f0aeacea02db0c7.gif)
∴当顶点A,C都不在x轴上时,S的范围为
![](http://img.wesiedu.com/upload/d/a2/da28a77ed38fb37a5bc425d49b6bd4b8.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/0/c0/0c03d9ca91f61b356744c351339dc3e4.gif)
综上所述,测度面积S的取值范围是
![](http://img.wesiedu.com/upload/b/b8/bb8f36a894dd68012b5bc85dad4ee271.gif)
![](http://img.wesiedu.com/upload/c/da/cdaabedcee83937a52558e0a31bf9bc7.png)
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