题目内容
【题目】某沿海特区为了缓解建设用地不足的矛盾,决定进行围海造陆以增加陆地面积.如图,两海岸线,所成角为,现欲在海岸线,上分别取点,修建海堤,以便围成三角形陆地,已知海堤长为6千米.
(1)如何选择,的位置,使得的面积最大;
(2)若需要进一步扩大围海造陆工程,在海堤的另一侧选取点,修建海堤,围成四边形陆地.当海堤与的长度之和为10千米时,求四边形面积的最大值.
【答案】(1)当,两点距离点都为千米时,最大面积为(平方千米);
(2)四边形面积的最大值为(平方千米).
【解析】
(1)设,,由余弦定理得:,
因为,即,当且仅当时取得等号;
(2)要求四边形面积的最大值,只需求面积的最大值.在中,,所以点的轨迹是以,为焦点,长轴长10的椭圆(夹在两海岸线,区域内的曲线),根据椭圆的几何性质,求出点到距离的最大值即可得到最大面积.
(1)设,,(单位:千米)
在中,由余弦定理得:,
因为,,,,
所以,,
故,当且仅当时取得等号,
此时,(平方千米).
所以,当,两点距离点都为千米时,的面积最大,最大面积为(平方千米).
(2)由(1)知,要求四边形面积的最大值,只需求面积的最大值.
在中,,所以点的轨迹是以,为焦点,长轴长10的椭圆(夹在两海岸线,区域内的曲线),
以所在直线为轴,的垂直平分线为轴建立平面直角坐标系,
设点所在的椭圆方程为,焦距为,
由,得:,
所以点所在的椭圆方程为.
设,则,因为,
所以(平方千米),当且仅当(千米)时取得等号.
所以,四边形面积的最大值为(平方千米).
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