一道高中题-求等边三角形内嵌的长方形最大的面积
一个等边三角形的边长为L,求其内部相接的长方形的面积的最大值。
解:如图设长方形的长为2x, 宽为y, 令长边平行于底边,
现在的目标是要求出x和y的关系式,我们利用AM/MN=AP/PC 这个等式求解。
由于AN是等边三角形的高, AN=(√3L)/2
所以AM=√3x
另外PC=y/(√3/2)=(2√3y)/3
AP=2x,
MN=√3L/2-√3x
带入AM/MN=AP/PC
由此推出:
X=L/2-y/√3
带入长方形面积S=2xy中,
若配方比较麻烦,所以用求导数的方法比较快捷,
S’=-4y/√3 L=0
由此求出y=√3L/4
带入X=L/2-y/√3
得出x=L/4,
最后得出长方形的面积
这道题实际上初中数学是可以求解的,只是在上面的面积表达式中需要配方,方法是提出y的二次方的系数,然后配成完全平方的形式假设一个常数项,常数项的值就是最大值。这里省略了具体计算。
到了高中,导数计算求极值比较快捷。
最后可以得出结论取得最大面积。
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