题目内容

【题目】有一椭圆形溜冰场,长轴长100米,短轴长为60米,现要在这溜冰场上划定一个各顶点都在溜冰场边界上的矩形区域,且使这个区域的面积最大,应把这个矩形的顶点定位在何处?并求出此矩形的周长.

【答案】在溜冰场椭圆的短轴两侧分别画一条与短轴平行且与短轴相距的直线,这两条直线与椭圆的交点就是所划定的矩形区域的顶点,矩形的周长为.

【解析】

分别以椭圆的长轴.短轴所在的直线为轴和轴建立坐标系,根据长轴长和短轴长求得椭圆方程.设矩形的顶点,且在第一象限,将点坐标代入椭圆方程,求得的关系式.求得矩形的面积,利用配方法求得的最大值,也即求得矩形的面积的最大值,并求得此时对应点的坐标,从而求得此时矩形的周长,以及矩形四个顶点的位置.

分别以椭圆的长轴.短轴所在的直线为轴和轴建立坐标系,设矩形的各个顶点都在椭圆上,由题意,则椭圆方程为

设顶点,则

所以

矩形的面积

又因为=

=.

因此当时,达到最大值,同时也达到最大值,

此时,矩形的周长为

所以在溜冰场椭圆的短轴两侧分别画一条与短轴平行且与短轴相距的直线,这两条直线与椭圆的交点就是所划定的矩形区域的顶点,这个矩形的周长为.

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