如图,在矩形ABCD中,AB=2AD,线段EF=10.在EF上取一点M,分别以EM、MF为一边作矩形EMNH、矩形MFGN,使矩形MFGN∽矩形ABCD.令MN=x,当x为何值时,矩形EMNH的面积S有最大值,最大值是多少?

问题描述:

如图,在矩形ABCD中,AB=2AD,线段EF=10.在EF上取一点M,分别以EM、MF为一边作矩形EMNH、矩形MFGN,使矩形MFGN∽矩形ABCD.令MN=x,当x为何值时,矩形EMNH的面积S有最大值,最大值是多少?

∵矩形MFGN∽矩形ABCD,

MN
AD
MF
AB
.(1分)
∵AB=2AD,MN=x,
∴MF=2x.(2分)
∴EM=EF-MF=10-2x(0<x<5).
∴S=x(10-2x)(5分)
=-2x2+10x
=-2(x-
5
2
2+
25
2

∴当x=
5
2
时,S有最大值为
25
2
.(8分)
答案解析:利用矩形相似,可得到比例线段,先设其中一段,MN=x,再利用面积公式可得到S关于x的二次函数,利用二次函数可求最大值.
考试点:二次函数综合题;矩形的性质.
知识点:利用矩形相似选择二次函数模型,考查学生在新情境中的知识迁移能力.
同一直线[一分段]上所作的所有平行四边形,其[在整个直线段上平行四边形所余部分形成的]亏形与半线段上一平行四边形相似者,以该半线段上所作且相似于亏形的那个平行四边形(的面积)为最大.
本题实际上是一元二次方程的几何解释,由于考虑到难度的设计,最后将平行四边形相似改成了矩形,将原来要分类讨论的问题改成了只有一种情况.