,△ABC是锐角三角形,正方形DEFG一边在BC上,其余两个顶点分别在AB、AC上,记△ABC的面积为S1,正方形的面积为S2,求S1与S2的关系.(如何得到S1≥2S2

问题描述:

,△ABC是锐角三角形,正方形DEFG一边在BC上,其余两个顶点分别在AB、AC上,记△ABC的面积为S1,正方形的
面积为S2,求S1与S2的关系.(如何得到S1≥2S2

作BC上的高AH,交BC于H,由相似三角形得AD/AB=DG/
BC,BD/AB=DE/AH,两式相加得:
1=DG/BC DE/AH,
因为DG=DE,
所以1/DE=1/AH 1/BC,
即1/DE=(AH BC)/AH*BC,
因为AH*BC=2S1,
所以1/DE=(AH BC)/(2S1),
即2S1/DE=AH BC,
又因为AH BC≥2√(AH*BC)=2√(2S1),当且仅当AH=BC时,取等号,代
入上式,
2S1/DE≥2√(2S1),化简得到
DE≤√(S1/2),两边平方得到DE²≤S1/2,即2S2≤S1

设底边a,高是b
S△=1/2 ab
由相似,设正方形边m
DE/BC=AD/AB=(b-m)/b
所以m=ab/(a+b)
m^2=a^2b^2/(a+b)^2
2m^2-S△=-(a-b)^2ab/2(a+b)^2≤0
故,S1大于等于两倍的S2