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一道超有难度的高中不等式加几何问题

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/23 18:13:37
一道超有难度的高中不等式加几何问题
三角形ABC,CDE都是正三角形,AB长为a,DE长b,O为BE中点,求ADO面积的最值
这种题型涉及到的是参数的转换即把所求的量转换成比较容易求的量.已知条件都是边,那么面积最值就必需求角的最值.老实说有的难度.下面来分析一下:
连接BD,AE分别交AO,DO于M,N两点(这是必须的)
则∠BCD=∠ACE=60°+∠BCE又AC=BC=a,EC=DC=b,
得S(△ACE)=S(△BCD)
=1/2(ab*sin∠ACE)
=1/2[ab*sin(360°-60°-∠ACD)]
=1/2[ab*sin(300°-∠ACD)]
S(△AOD)=S(△AMD)+S(△DOM)
=[S(△ABD)-S(△ABM)]+[S(△BOD)-S(△BOM)]
=S(△ABD)+S(△BOD)-S(△ABO)
=[S(△ABC)+S(△BCD)+S(△ACD)]+S(△BOD)-S(△ABO)
同理可证S(△AOD)=[S(△DCE)+S(△ACE)+S(△ACD]+S(△AOE)-S(△DEO)
则2S(△AOD)=S(△ABC)+2S(△ACE)+2S(△ACD)+S(△DCE)+[S(△AOE)-S(△ABO)]+[S(△BOD)-S(△DEO)]
已知O为BE的中点则S(△AOE)=S(△ABO),S(△BOD)=S(△DEO) (这两个等式可由正弦定理推得)
可得2S(△ADO)=S(△ABC)+S(△DCE)+2S(△ACE)+2S(△ACD)
=1/2(a^2*sin60°)+1/2(b^2*sin60°)+ab*sin(300°-∠ACD)+ab*sin∠ACD
=(√3/4)(a^2+b^2)+ab*[sin(300°-∠ACD)+sin∠ACD]
欲求S(△ADO)的最值只需求[sin(300°-∠ACD)+sin∠ACD]的最值
sin(300°-∠ACD)+sin∠ACD=-sin(60°+∠ACD)+sin∠ACD=-sin60°cos∠ACD-cos60°sin∠ACD+sin∠ACD=sin(∠ACD-60°)
当∠ACD=60°时上式有最小值0则(min)S(△ADO)=(√3/8)(a^2+b^2)
当∠ACD=150°时上式有最大值1则(max)S(△ADO)=(√3/8)(a^2+b^2)+(1/2)a