一道三角形面积最大值问题
《怎样解题》一书的作者匈牙利数学家波利亚说过,掌握数学就意味着要善于解题。做题不在多而在精,题要解得精彩;对待解题的思想方法要对头,要通过做题,深刻理解概念,扎实掌握基本知识,学会运筹帷幄,纵横捭阖,使自己的思维水平不断提升,高屋建瓴;只有这样,面对千变万化、形式各异的题目时,才能应对自如,使一道道难题迎刃而解。也就是说,我们在解题时应力求做到一题多解,多解归一,多题归一,用“动”的观点分析问题,尽可能地拓宽思路,训练自己敏锐的思维,做到“八方联系,浑然一体”,最终达到“漫江碧透,鱼翔浅底”的境界。
如图,边长为1的正方形ABCD中,以B为圆心,AB长为半径画弧,点P为弧上一点,连接PD,将PD绕点P逆时针旋转90°得到PE,连接BE,求△PBE的面积最大值。
法一:(等腰直角构K型)
如下图,易证△EFP≌△GPD,所以EF=PG,因为BP定长,故△BPE面积最大则EF=PG最大,也就是BG最大,根据斜大于直,有BG≤BD,所以BG=BD=√2时BG最大。所以EF的最大值为√2-1,所以△EBP面积最大值=(√2-1)/2.
方法二:瓜豆+阿圆
构等腰直角△OBD,相似可得OE=√2BP=√2,故点E在以O为圆心,√2为半径的圆弧上运动(图中红色圆弧)
目标△BEP中BP=1定长,但其位置不定,能否转化△BEP呢?直觉下连接AE,可否证明△BEP≌△BEA,画板验证全等成立,如何证明呢?分析易知AB=BP,BE为公共边,故只需证明AE=EF,因为DE=√2EP,只需证明DE=√2AE.
由前面分析知点E在圆上,平面内一点到两定点的比值k(k≠1)一定,则动点运动轨迹是圆,则定有AE:DE=1:√2那么如何证明呢?
由等腰直角△BOD可证OB2=OA·OD,因为OB=OE,所以OE2=OA·OD,再由∠AOE=∠EOD,所以△AOE∽△EOD,所以DE=√2AE,所以AE=EP,则△ABE≌△PBE。