题目内容

13.如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求M在AB的延长线上,N在AD的延长线上,且对角线MN过C点.已知AB=2米,AD=1米.
(1)设BM=x(单位:米).写出花坛AMPN的面积为S关于x的函数关系式S=f(x);
(2)判断S=f(x)的单调性,并用单调性定义证明,求当AM,AN的长度分别是多少时,花坛AMPN的面积最小?

分析 (1)由三角形相似得到AN与x的关系,然后直接代入矩形面积公式,求出S=f(x)即可;
(2)由函数f(x)=x+$\frac{4}{x}$+4,x∈[1,3],的单调性可求得结论.

解答 解:(1)花坛AMPN的面积为S=f(x),
由 $\frac{x}{2+x}$=$\frac{1}{AN}$,∴AN=$\frac{2+x}{x}$,
∴f(x)=$\frac{{(2+x)}^{2}}{x}$(x>0).
(2)由f(x)=$\frac{{(2+x)}^{2}}{x}$(x>0),
则f(x)=x+$\frac{4}{x}$+4≥2$\sqrt{x•\frac{4}{x}}$+4=8,
当且仅当x=2时“=”成立,
∴f(x)min=f(2)=8,
即当AM=4米,AN=2米时,花坛AMPN面积最小为8平方米.

点评 本题考查了根据实际问题选择函数模型,考查了不等式的解法,考查了函数y=x+$\frac{k}{x}$(k>0)的单调性,是中档题.

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