题目内容

8.四边形ABCD如图所示,已知AB=BC=CD=2,AD=2$\sqrt{3}$.
(1)求$\sqrt{3}$cosA-cosC的值;
(2)记△ABD与△BCD的面积分别是S1与S2,求S12+S22的最大值.

分析 (1)利用余弦定理,求出BD,即可求$\sqrt{3}$cosA-cosC的值;
(2)求出S12+S22的表达式,-1<cosC<$\sqrt{3}$-1,即可求S12+S22的最大值.

解答 解:(1)在△ABD中,DB=$\sqrt{16-8\sqrt{3}cosA}$,
在△BCD中,DB=$\sqrt{8-8cosC}$,
所以$\sqrt{3}$cosA-cosC=1.
(2)依题意S12=12-12cos2A,S22=4-4cos2C,
所以S12+S22=12-12cos2A+4-4cos2C=-8cos2C-8cosC+12=-8(cosC+$\frac{1}{2}$)2+14,
因为2$\sqrt{3}-2<BD<4$,所以-8cosC∈(16-8$\sqrt{3}$,16).
解得-1<cosC<$\sqrt{3}$-1,所以S12+S22≤14,当cosC=-$\frac{1}{2}$时取等号,即S12+S22的最大值为14.

点评 本题考查余弦定理的运用,考查三角形面积的计算,属于中档题.

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