已知在乙個形狀隨機的三角形內有乙個長方形,其四個頂點均在三角形邊上 問 何時長方形面積最大

時間 2021-06-08 22:57:49

1樓:瘋蘋果

長方形EFGH四個頂點都在三角形ABC的邊上,說明長方形與三角形有一條邊重疊。

先看銳角三角形:

不妨設EF與BC重疊,即E、F在BC上,G在AB上,H在AC上,BC長為a,GH長為m,FG(是長方形的邊,不是對角線)長n。△ABC中,BC對應的高為h,△ABC的面積S0=a·h/2。

根據△ABC和△AGH的相似性,我們不難得到(h-n)/h=m/a。

長方形的面積S=n·m=n·a·(h-n)/h

其中a和h為常數

這明顯是乙個關於n的二次函式,容易得到:當n=h/2時,長方形面積最大,為a·h/4,即S0/2。

如果最開始選擇三角形的AC邊或AB邊作為重疊邊,不會影響S0/2這一結果。

直角三角形與銳角三角形沒有本質區別。

鈍角三角形有所不同:

如果選擇三角形的重疊邊時,選擇的最長的那條邊,則計算過程與銳角三角形相同。結果是S0/2。

但是如果選的是另外兩條邊,我們會發現畫出的長方形會有一部分跑到三角形外面去,不符合題意,直接捨去就行,對這個題目的結果是沒有影響的。

綜上:無論什麼樣的三角形,當n=h/2時,長方形取得最大面積,該最大面積是三角形面積的一半。只不過銳角三角形有三種情況可以取到最值(三角形三條邊分別作為重疊邊,各對應一種情況),直角三角形有兩種情況(兩條直角邊對應的情況,實質上是同一種情況),鈍角三角形只有一種情況。

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