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21.4第1课时几何图形的最大面积(基础练)
)
1.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=16cm,AD为BC边上的高,动点P从点A出发,沿A→D方向以cm/s的速度向点D运动,过P点作PE∥BC交AC于点E,过E点作EF⊥BC于点F,设△ABP的面积为S1,四边形PDFE的面积为S2,则点P在运动过程中,S1+S2的最大值为______.
【答案】72.
【解析】
【分析】
利用三角形的面积公式以及矩形的面积公式,表示出S1和S2,然后确定最值即可.
【详解】
∵Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=16cm,AD为BC边上的高,
∴AD=BD=CD=8cm,
又∵AP=t,
则S1=AP?BD=×8×t=8t,PD=8-t,
∵PE∥BC,
∴△APE∽△ADC,
∴,
∴PE=AP=t,
∴S2=PD?PE=(8-t)?t,
∴S1+S2=8t+(8-t)?t=-2(t-6)2+72.
∴S1+S2的最大值为72,
故答案为72.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,以及等腰直角三角形的性质,正确表示出S1和S2是关键.
2.如图,已知二次函数的图象与轴交于点、,与轴交于点,其顶点为,且直线的解析式为.
(1)
求二次函数的解析式.
(2)
求△ABC外接圆的半径及外心的坐标;
(3)
若点P是第一象限内抛物线上一动点,求四边形ACPB的面积最大值.
【答案】(1);(2)半径=;外心坐标(1,1);(3).
【解析】
【分析】
(1)抛物线与直线CD的函数图象交于y轴上的点C,那么这两个函数的解析式中的常数项相同,即c=3,因此只需求出b的值即可;首先用b表示出抛物线的顶点坐标,而这个顶点恰好在直线CD上,因此代入直线CD的解析式中即可得到待定系数b的值,由此得解.
(2)△ABC的外心到三角形三个顶点的距离都相同,即为△ABC的外接圆半径;因此先设出该外心的坐标,然后表示出三个半径长,令它们相等即可,可据此思路解题.
(3)四边形ACPB中,△ABC的面积是个定值,因此△CPB的面积最大时,四边形的面积最大;可以过点P作y轴的平行线,交直线BC于点E,首先要求出线段PE的长度表达式,以PE为底、OB为高,即可得到△CPB的面积表达式,由此可得到关于四边形ACPB面积的函数表达式,再根据函数的性质解题即可.
【详解】
解:(1)∵二次函数:y=-x2+bx+c的图象与直线DC:y=x+3交于点C,
∴c=3,即C(0,3);
二次函数
y=-x2+bx+3中,顶点D
(,),代入直线DC
:y=x+3中,得:
+3=,
解得
b1=0(舍)、b2=2;
故二次函数的解析式:y=-x2+2x+3.
(2)由(1)的抛物线解析式知:A(-1,0)、B(3,0)、C(0,3);
设△ABC的外心M(x,y),则:
AM2=(x+1)2+y2、BM2=(x-3)2+y2、CM2=x2+(y-3)2;
由于AM=BM=CM,所以有:,
解得?,
此时
AM=BM=CM=;
∴△ABC的外接圆半径为,外心的坐标(1,1).
(3)如右图,
过点P作PE∥y轴,交直线BC于点E;
由B(3,0)、C(0,3)知,直线BC:y=-x+3;
设点P(x,-x2+2x+3),则E(x,-x+3),
PE=-x2+2x+3-(-x+3)=-x2+3x;
则S四边形ACPB=S△ACB+S△CPB=AB?OC+PE?OB
S四边形ACPB=×4×3+×(-x2+3x)×3=-(x-)2+;
综上,四边形ACPB的最大面积最大值为.
【点评】此题主要考查的是:函数解析式的确定、三角形的外接圆以及图形面积的求法等知识;(3)题的解法较多,还可以过点P作x轴的垂线,将四边形的面积分割成两个小直角三角形以及一个直角梯形三部分,解此类题目要注意结合图形,找出相关图形间的面积和差关系,根据已知条件选择简便的解题方法.
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1.如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=16cm,AD为BC边上的高,动点P从点A出发,沿A→D方向以cm/s的速度向点D运动,过P点作PE∥BC交AC于点E,过E点作EF⊥BC于点F,设△ABP的面积为S1,四边形PDFE的面积为S2,则点P在运动过程中,S1+S2的最大值为______.
2.如图,已知二次函数的图象与轴交于点、,与轴交于点,其顶点为,且直线的解析式为.
(1)
求二次函数的解析式.
(2)
求△ABC外接圆的半径及外心的坐标;
(3)
若点P是第一象限内抛物线上一动点,求四边形ACPB的面积最大值.
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