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几何面积问题在边长为3,4的矩形中有E,F两点,且保持∠AED=∠CFB=60°,求S△AED+S△CFB 的最大值,并

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/09/18 15:29:55
几何面积问题
在边长为3,4的矩形中有E,F两点,且保持∠AED=∠CFB=60°,求S△AED+S△CFB 的最大值,并说明理由
达最大面积时,△AED、△CFB 都是等边三角形,所以△AED+S△CFB最大值为8*3^(1/2) .即8乘根号3.
以△AED来说,相当于AD为圆上一个弦,且对应的圆周角为60度,E点可以圆周上任意移动,△AED的面积为以AD为底,以弦上任意一点到AD的距离为高的三角形面积,当然,当弦上的任意点位于AD的垂直平分线上时,高最大,此时为等边三角形.所以有如上结论.
再问: △AED、△CFB 都是等边三角形,点E,F不是跑到矩形外面了吗? 还要考虑是否两三角形会有重合部分啊!
再答: 的确,我考虑不周,忽视了E、F两点在矩形内部的。 会重新考虑此问题。 下图是严格按比例画出。 可以认为,BC是一个圆的弦,弦长为4,与BC相对应的圆周角为60°,考虑∠CFB=60°,所以F点一定是位于下图中弧B、F1、F、F2、C上。现在我们关心的是F点位于弧上哪一点,S△CFB面积最大,且要考虑到F在矩形ABCD内部; 考虑到S△CFB的面积可以这样计算:以BC为底,以F到BC的距离为高,则显然,F越接近弧BC的中点,S△CFB越大。再考虑到△AED与△CFB不可重叠,所以当F位于对角线AC与弧的交点时,S△AED+ S △CFB有最大值。 下面就是计算出来的值了。 已知 AB=3 BC=4 可计算出:圆半径为4/√3=2.31,CF1为直径,长为4.62,∠BCF1=30°,∠BCF=37°,所以CF=CF1*cos7°=4.62*0.9925=4.586,所以△CFB的高为CF*cos37°=4.586*0.8=3.668,S △CFB=4*3.668/2=7.337,则S△AED+S△CFB的最大值为14.67。 但楼下说的E与C重合是不行的,那与∠AED=∠CFB=60°矛盾。