如图,△ABC是一块锐角三角形材料,BC=120mm,高AD=80mm,要把它加工成一矩形零件,使矩形一边在BC上,其余两个顶点分别在AB、AC上.(1)设PN=x,矩形PQMN的面积为S,求S关于x的函数表达式,并指出x的取值范围.(2)当x为何值时,矩形PQMN的面积最大?最大值是多少?

问题描述:

如图,△ABC是一块锐角三角形材料,BC=120mm,高AD=80mm,要把它加工成一矩形零件,使矩形一边在BC上,其余两个顶点分别在AB、AC上.

(1)设PN=x,矩形PQMN的面积为S,求S关于x的函数表达式,并指出x的取值范围.
(2)当x为何值时,矩形PQMN的面积最大?最大值是多少?

(1)∵PN∥BC,
∴△APN∽△ABC,

PN
BC
=
AE
AD

∵QM=PN=x,MN=ED=y,AE=80-y,
x
120
=
80-y
80

∴y=80-
2
3
x
∴S=xy=-
2
3
x2+80x;
80-
2
3
x>0,
解得:x<120,
则0<x<120;
(2)设矩形的面积为S,
则S=-
2
3
x2+80x=-
2
3
(x-40)2+2400.
故当x=40时,此时矩形的面积最大,最大面积为2400mm2
答案解析:(1)根据矩形的对边平行可以得到△APN∽△ABC,然后用相似三角形对应高的比等于相似比,可以得出S与x的关系.
(2)根据矩形面积公式得到关于x的二次函数,根据二次函数求出矩形的最大值.
考试点:相似三角形的应用;二次函数的最值.

知识点:本题考查的是相似三角形的判定与相似,利用矩形的面积公式得到关于x的二次函数,根据二次函数的性质,确定x的取值和面积的最大值是解题关键.