如图,线段EF的长度为1,端点E,F在边长不小于1的正方形ABCD的四边上滑动,当E,F沿正方形的四边滑动一周时,EF的中点M所形成的轨迹为G,若G的周长为l,其围成的面积为S,则l-S的最大值为______.

问题描述:

如图,线段EF的长度为1,端点E,F在边长不小于1的正方形ABCD的四边上滑动,当E,F沿正方形的四边滑动一周时,EF的中点M所形成的轨迹为G,若G的周长为l,其围成的面积为S,则l-S的最大值为______.

在正方形的每个角上,G是半径为

1
2
1
4
圆,周长为:2π×0.5=π
设正方形边长为a(a>1),则l=π+4a-4,S=a2-
π
4

∴l-S=-a2+4a-4+
5
4
π
=-(a-2)2+
5
4
π

∴当a=2时,l-S的最大值为
5
4
π

故答案为:
5
4
π

答案解析:确定轨迹为G是四个角处的四个直角扇形与正方形的四条边上的四条线段组成,然后根据圆的周长公式、面积公式可得l-S的表达式,利用配方法可求最大值.
考试点:函数最值的应用.
知识点:本题考查轨迹的确定,考查函数模型的构建,考查函数的最值,确定轨迹是关键.