题目内容

【题目】2017宁夏)在边长为2的等边三角形ABC中,P是BC边上任意一点,过点 P分别作 PM⊥A B,PN⊥AC,M、N分别为垂足.
(1)求证:不论点P在BC边的何处时都有PM+PN的长恰好等于三角形ABC一边上的高;
(2)当BP的长为何值时,四边形AMPN的面积最大,并求出最大值.

【答案】
(1)解:连接AP,过C作CD⊥AB于D,

∵△ABC是等边三角形,

∴AB=AC,

∵S△ABC=S△ABP+S△ACP

ABCD= ABPM+ ACPN,

∴PM+PN=CD,

即不论点P在BC边的何处时都有PM+PN的长恰好等于三角形ABC一边上的高;


(2)解:设BP=x,则CP=2﹣x,

∵△ABC是等边三角形,

∴∠B=∠C=60°,

∵PM⊥AB,PN⊥AC,

∴BM= x,PM= x,CN= (2﹣x),PN= (2﹣x),

∴四边形AMPN的面积= ×(2﹣ x) x+ [2﹣ (2﹣x)] (2﹣x)=﹣ x2+ x+ =﹣ (x﹣1)2+

∴当BP=1时,四边形AMPN的面积最大,最大值是


【解析】(1)连接AP,过C作CD⊥AB于D,根据等边三角形的性质得到AB=AC,根据三角形的面积公式列方程即可得到结论;(2)设BP=x,则CP=2﹣x,由△ABC是等边三角形,得到∠B=∠C=60°,解直角三角形得到BM= x,PM= x,CN= (2﹣x),PN= (2﹣x),根据二次函数的性质即可得到结论.
【考点精析】解答此题的关键在于理解二次函数的最值的相关知识,掌握如果自变量的取值范围是全体实数,那么函数在顶点处取得最大值(或最小值),即当x=-b/2a时,y最值=(4ac-2)/4a,以及对等边三角形的性质的理解,了解等边三角形的三个角都相等并且每个角都是60°.

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