如图①,已知等腰梯形ABCD的周长为48,面积为S,AB∥CD,∠ADC=60°,设AB=3x.(1)用x表示AD和CD;(2)用x表示S,并求S的最大值;(3)如图②,当S取最大值时,等腰梯形ABCD的四个顶点-九年级数学

首页 > 考试 > 数学 > 初中数学 > 二次函数的定义/2019-05-21 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

题文

如图①,已知等腰梯形ABCD的周长为48,面积为S,AB∥CD,∠ADC=60°,设AB=3x.
(1)用x表示AD和CD;
(2)用x表示S,并求S的最大值;
(3)如图②,当S取最大值时,等腰梯形ABCD的四个顶点都在⊙O上,点E和点F分别是AB和CD的中点,求⊙O的半径R的值.

题型:解答题  难度:中档

答案

(1)AD=18-2x,CD=16+x;(2)S=-2(x-2)2+72,当x=2时,S有最大值72;(3)R=2


试题分析:(1)作AH⊥CD于H,BG⊥CD于G,如图①,易得四边形AHGB为矩形,则HG=AB=3x,再根据等腰梯形的性质得AD=BC,DH=CG,在Rt△ADH中,设DH=t,根据含30度的直角三角形三边的关系得AD=2t,AH=t,然后根据等腰梯形ABCD的周长为48得3x+2t+t+3x+t+2t=48,解得t=8-x,于是可得AD=18-2x,CD=16+x;
(2)根据梯形的面积公式计算可得到S=-2x2+8x+64,再进行配方得S=-2(x-2)2+72,然后根据二次函数的最值问题求解;
(3)连结OA、OD,如图②,由(2)得到x=2时,则AB=6,CD=18,等腰梯形的高为6,所以AE=3,DF=9,由于点E和点F分别是AB和CD的中点,根据等腰梯形的性质得直线EF为等腰梯形ABCD的对称轴,所以EF垂直平分AB和CD,EF为等腰梯形ABCD的高,即EF=6,根据垂径定理的推论得等腰梯形ABCD的外接圆的圆心O在EF上,设OE=a,则OF=6-a,在Rt△AOE中,利用勾股定理得a2+32=R2,在Rt△ODF中,利用勾股定理得(6-a)2+92=R2,然后消去R得到a的方程a2+32=(6-a)2+92,解得a=5,最后利用R2=(52+32求解.
试题解析:(1)作AH⊥CD于H,BG⊥CD于G,如图①,

则四边形AHGB为矩形,
∴HG=AB=3x,
∵四边形ABCD为等腰梯形,
∴AD=BC,DH=CG,
在Rt△ADH中,设DH=t,
∵∠ADC=60°,
∴∠DAH=30°,
∴AD=2t,AH=t,
∴BC=2t,CG=t,
∵等腰梯形ABCD的周长为48,
∴3x+2t+t+3x+t+2t=48,解得t=8-x,
∴AD=2(8-x)=18-2x,
CD=8-x+3x+8-x=16+x;
(2)S=(AB+CD)?AH
=(3x+16+x)?(8-x)
=-2x2+8x+64
∵S=-2(x-2)2+72
∴当x=2时,S有最大值72
(3)连结OA、OD,如图②,

当x=2时,AB=6,CD=16+2=18,等腰梯形的高为×(8-2)=6
则AE=3,DF=9,
∵点E和点F分别是AB和CD的中点,
∴直线EF为等腰梯形ABCD的对称轴,
∴EF垂直平分AB和CD,EF为等腰梯形ABCD的高,即EF=6
∴等腰梯形ABCD的外接圆的圆心O在EF上,
设OE=a,则OF=6-a,
在Rt△AOE中,
∵OE2+AE2=OA2
∴a2+32=R2
在Rt△ODF中,
∵OF2+DF2=OD2
∴(6-a)2
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