本题导读
本题考查直角梯形的几何性质与二次函数最值的实际应用。
📌【题干】
Question
(1977年河北卷) 某生产队要建立一个形状是直角梯形的苗圃,其两邻边借用夹角为 的两面墙,另外两边是总长为 米的篱笆(如图, 和 为墙),问篱笆的两边各多长时,苗圃的面积最大?最大面积是多少?
🔍【思路分析】
破题导航
- 理清图形结构:
- 四边形 是直角梯形,,。
- 两面墙 和 的夹角 。
- 篱笆 米。
- 作辅助线:
- 过点 作 于点 。
- 四边形 是矩形,,。
- 在 中,,是等腰直角三角形,故 。
- 设变量建函数:
- 设 米,则 米。
- 上底 。
求最值:由梯形面积公式建立二次函数,配方求最大值,注意 。
✅【答案】
Success
答:当篱笆两边 长为 米、 长为 米时,苗圃的面积最大,最大面积是 平方米
✍【详细解析】
Abstract
- 第一步:作辅助线 四边形 是直角梯形,,,墙面夹角 ,篱笆总长 米。
过点 作 于点 。 因为 且 ,四边形 为矩形。 得:
在 中: 所以 是等腰直角三角形:
- 第二步:设变量表示各边 设 米,则 米。 由 ,上底:
由边长为正:
第三步:建立面积函数 代入:
第四步:配方求最大值
因为 ,抛物线开口向下。 当 (在 内)时, 取最大值 。
此时:
- 米
- 米
答:当篱笆两边 长为 米、 长为 米时,苗圃的面积最大,最大面积是 平方米。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:实际问题的几何建模、等腰直角三角形边长转化、二次函数顶点求最值。
- 核心方法:作高线法、配方法。
- 避坑指南:
漏掉定义域:别漏掉 。本题顶点 在区间内;若顶点落在区间外,需在边界处取最值。
分清墙与篱笆:墙()长度固定,篱笆()才是变量。若把未知数设在墙上,会列错函数。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题为 1977 年河北卷第 5 题,考查围成面积的最值问题。
结论推广:若两面墙夹角为 ,篱笆总长 ,设 ,则 ,面积 ,当 时取得最大值 。本题 ,,,得 ,。
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