题目内容

【题目】如图,△ABC为一个等腰三角形形状的空地,腰CA的长为3(百米),底AB的长为4(百米).现决定在空地内筑一条笔直的小路EF(宽度不计),将该空地分成一个四边形和一个三角形,设分成的四边形和三角形的周长相等、面积分别为S1和S2
(1)若小路一端E为AC的中点,求此时小路的长度;
(2)求 的最小值.

【答案】
(1)解:因为:AE=CE= AE+4>CE+3 所以F不在BC上,

AE+AF+EF=CE+CB+FB+EF

所以AE=CE AF=CB+BF 4﹣BF=BF+3 BF=

cosA= =

所以EF2=AE2+AF2﹣2AE×AF×cosA=

所以EF=

E为AC中点时,此时小路的长度为 百米


(2)解:若E、F分别在AC和AB上,

sinA=

设AE=x,AF=y,

所以S2= xysinA=

S1=S三角形ABC﹣S2=2 ﹣S2

因为x+y=3﹣x+4﹣y+3

所以x+y=5

= ﹣1

xy≤

当且仅当x=y= 时取等号

所以 =

当且仅当x=y= 时取等号

最小值是

若E、F分别在AC和BC上,

sinC=

设CE=x,CF=y

同上可得

当且仅当x=y= 取等号

若E、F分别在AC和BC上,最小值是


【解析】(1)根据题意可知F不在BC上,根据余弦定理求出cosA的值,然后根据余弦定理求出EF的长即可;(2)若E、F分别在AC和AB上,设AE=x,AF=y,然后利用三角形的面积公式求出S2和S1=S三角形ABC﹣S2=,再根据基本不等式求出比值的最值即可,若E、F分别在AC和BC上,设CE=x,CF=y,同上根据基本不等式求出比值的最值即可.
【考点精析】本题主要考查了函数的最值及其几何意义的相关知识点,需要掌握利用二次函数的性质(配方法)求函数的最大(小)值;利用图象求函数的最大(小)值;利用函数单调性的判断函数的最大(小)值才能正确解答此题.

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