初3数学题(要过程)求高手

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/22 10:19:09
在正方形ABCD中,AB=2,E为AD边上的一个点,( 点E与点A,D不重合),BE的垂直平分线交AB于M,交DC于N。
(1)设AE=X,四边形ADNM的面积为S,写出S关于X的函数关系式。
(2)当AE为何值时,四边形ADNM的面积最大?最大值是多少?

解:(1)设BE的中点为W,延长WN、BC交于P。
∵在正方形ABCD中,AB=2,E为AD边上的一个点,( 点E与点A,D不重合),BE的垂直平分线交AB于M,交DC于N。
∴在Rt△ABE与Rt△WBM∠EBA=∠MBW,∠A=∠MBW=90°,即Rt△ABE≌Rt△WBM,于是有MB/EB=WB/AB→MB/√(2^2+X^2)={[√(2^2+X^2)]/2}/2→MB=(2^2+X^2)/4=1+(X^2)/4.
∴AM=2-[1+(X^2)/4]=1-(X^2)/4,又∠AEB+∠ABE=∠ABE+∠WBP=∠WBP+∠WPB=∠NCP=90°,∠NPC=∠BPW,即有∠AEB=∠EBC=∠CNP,∠ABE=∠WPB=∠CPN。
∴Rt△ABE≌Rt△WPB≌Rt△CPN,即有AE/NC=AB/PC=EB/NP→x/NC=2/PC=√(4+x^2)/√(NC^2+PC^2)→NC=(PC·X)/2①,且有WB/NC=BC/PN=(2+PC)/[√(NC^2+PC^2)]=[√(4+x^2)÷2]/NC,代入①最终得:NC=(4X^2)/{√[(4+x^2)^3]-4x},即DN=2-(4X^2)/{√[(4+x^2)^3]-4x}
∴四边形ADNM的面积为S=[(AM+DN)÷2]·AD=[1-(X^2)/4]+2-(4X^2)/{√[(4+x^2)^3]-4x}=3-(x^2)÷4-(4X^2)÷{√[(4+x^2)^3]-4x}(鉴于数值太麻烦我只这样写了)

(2)由于MA随x变化而变化幅度明显比NC随x的变化而变化的幅度小(在NC≥0之前,依题本来就有NC≥0),所以在NC≥0的范围内,最大四边形ADNM的面积最大。即NC=0时最大四边形ADNM的面积最大,而NC=0时(此时有BC/EB=X/WB)可求得:x=2(有由于点E与点A,D不重合),即四边形ADNM的面积的最大值无限接近于[12-4√(2)]/7,但不等于[12-4√(2)]/7。