三角形内求求最大内接正方形面积的思路!

如题所述

思路:假设△ABC是已知三角形,如果内接正方形EFGH有两顶点E、F在BC上,

       此时设BC=a,AC=b,AB=c,BC边上的高AD=h1, 设正方形EFGH的边长是x,

    (又假设AC、AB边上的高分别为h2、h3)

     1) 并且设△ABC是任意锐角三角形,并且a>b>c

     由△ABC∽△AHG,所以高的比等于相似比

     即:x/a=(h1-x)/h1,所以内接正方形边长x=ah1/(a+h1)

      如果有两顶点在AB、AC边上时也同样可以得:边长为:bh2/(b+h2),ch3/(c+h3)

      要使内接正方形面积最大,则边长应最大,

     下面比较ah1/(a+h1)、bh2/(b+h2),ch3/(c+h3)的大小即可

     因为△ABC的面积S=ah1/2=bh2/2=ch3/2,即   ah1=bh2=ch3 

     所以分子相同,分母越小,分数越大

     比较a+h1、b+h2、c+h3

     由(a+h1)-(b+h2)=(a-b)+(h1-h2)=(a-b)+(2S/a-2s/b)

          =(a-b)+2S(1/a-1/b)=(a-b)(1-2S/ab)

         =(a-b)(ab-2s)/ab                                  (S是△ABC的面积)

     由垂线段最短,知b大于高h1,即ab>ah1,而ah1=2S,

     所以(a-b)(ab-2s)/ab   >0

     所以       a+h1>b+h2   ,即如果内接正方形有两个顶点在BC边上时,

     边长较小,面积也较小  

     同理,如果有两顶点在AC边上时 其面积比两点在AB边上小  

因此得结论:当内接正方形有两个顶点在最小边上时,其面积最大

    此时内接正方形的边长是:ch3/(c+h3)      (设最小边是c,这边上的高是h3) 

    面积就是其平方了。  

2)直角三角形其内接正方形面积最大应为一顶点与直角顶点重合,三边上各有一顶点。

    其边长为:两直角边之积/两直角边之和  。

3)类似方法讨论,任意钝角三角形,内接正方形的两个顶点在钝角所对的边上时面积最大,

    其边长为:最大边与这边上的高的积/最大边与这边上高的和

   

追问

谢谢,做出来了

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