平行四边形ABCD中,AB=5,AD=8,∠A=120°,过点A任意引直线MN与CD相交,设顶点B,C,D到MN的距离之和为d,求d的最大值和最小值.

问题描述:

平行四边形ABCD中,AB=5,AD=8,∠A=120°,过点A任意引直线MN与CD相交,设顶点B,C,D到MN的
距离之和为d,求d的最大值和最小值.


按照题意我们画出平行四边形ABCD,过点A的直线MN交BC于点E,过点D,B,C分别作直线MN的垂线,垂足记为G,H,F(F在AE的延长线上)
已知∠A=120°,则∠B=∠D=60°,我们设∠ADG=∠EBH=a°(0≤a≤60),
那么,DG=8cosa,CF=8cosa-5cos(60-a),BH=BEcosa=(BC-CE)cosa=(8-[8cosa-5cos(60-a)]/cosa)cosa,
那么d=8cosa+8cosa-5cos(60-a)+(8-[8cosa-5cos(60-a)]/cosa)cosa;
看到这里LZ不要觉得好像很复杂,这道题的关键就是用未知数把三段长度表达出来,也许以前我们在求极值的时候习惯把X当做未知变量,但在这道题目里a是变量也无妨,而且它的取值范围也是确定的,上式化简后我们得到一个非常简单的式子d=16cosa,当0≤a≤60时,a=0cosa取得最大值,即d=16,也就是当直线MN⊥BC时,d有最大值。
在0≤a≤60范围内,cos函数是递减函数,那么最小值就是当a取60°的时候,最小值为8

分别过顶点B,C,D作直线MN的垂线,垂足分别是F,G,H当直线MN 与CD边相交时,设交点为E因为S ΔADE+SΔACE=½S□ABCD=SΔABECH+DH=BF故当MN⊥AB时BF的最大值是AB=5 此时,d的最大值是2BF=2AB=10当E与D重合时;DH取得最...