对一道三角形面积最值题的解法探讨
2015-04-10樊启满
新课程(下) 2015年11期
樊启满
(江西省修水县职业高中)
原题:在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其外接圆半径为6,且a+c=16.求△ABC面积的最大值.
此题是甘志国老师率先提出,他在《数学通讯》论坛里发了他的解法,引起了不小的争论。解法如下:由正弦定理及题设可得BA+BC=16,所以点B在以A,C为焦点、长轴长为16 的椭圆上,当点B从短轴的端点向长轴的端点移动时,△ABC的面积S在减小.不妨设点B在椭圆弧上运动且∠BAC是锐角,得S随∠BAC的减小而减小.
事实上底边AC的长是随着点B的位置不同而变化的,而设AC的长不变,解出的结果似有不妥.
我的解法:
由于圆内接三角形的对称性,当AB取一有定义时的值时,对应着四种三角形(如图),解此题只需考虑这种情况:即固定A点,A,B,C三点在圆上按顺时针方向排列.它又分为两种情况:点B在AO连线下方与点B在AO连线上方.
当点B在AO连线上及其下方时,面积的最小值为0,最大值为,此种情况不再赘述.下面只考虑另一种点B在AO连线上及其上方的情况:
当AB=4 时,角B最小,角A为直角;当时,角B为直角;当AB=8 时,角B最大,为钝角.
设AB=8-m,则m的范围为(-4≤m≤4),所以BC=8+m,三角形ABC的面积为:
显然这个函数是个偶函数,只需证明m∈[-4,0]上的单调性即可.
所以f(m)在上一定是增函数,函数值最大为28.
由于y1=(8-m)(8+m)在上是增函数,而y2=sinB在上是减函数,
考虑到g(m)=sinB,当时是减函数,且值域为时也是减函数,且值域为且恒有时
∵F(′m)时,F′(m)≥0,(fm)在m∈上是增函数,结合第一种情况,△ABC面积的最大值为