已知等腰三角形腰上的中线长为3,则该三角形的面积的最大值是 _ .
问题描述:
已知等腰三角形腰上的中线长为
,则该三角形的面积的最大值是 ___ .
3
答
根据题意画出图形,如图所示:
设AB=AC=2a,由D是AB的中点,得到AD=DB=a,
在△ADC中,根据余弦定理得:cosA=
=
a2+4a2-3 2×a×2a
,解得a2=5a2-3 4a2
,3 5-4cosA
设△ADC的面积为S,
则S=
a•2a•sinA=a2sinA=1 2
①,3sinA 5-4cosA
.下研究求面积的最值
法一:求导得:S′=
=3cosA(5-4cosA)-12sin2A (5-4cosA)2
,令S′=0,解得cosA=15cosA-12 (5-4cosA)2
,4 5
当cosA>
时,S′>0,S单调递增;当cosA<4 5
时,S′<0,S单调递减,4 5
所以S在cosA=
处取极大值,且极大值为最大值,此时sinA=4 5
,3 5
所以S的最大值为
=1,3×
3 5 5-4×
4 5
则△ABC的面积的最大值是2S=2.
法二:①式变形为5S-4ScosA=3sinA,可得5S=3sinA+4ScosA=
sin(A+θ),其中tanθ=
9+16S2
4S 3
故有5S≤
,
9+16S2
解得S≤1,
则△ABC的面积的最大值是2S=2
故答案为:2.