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.

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.

解:(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)
=﹣2
x2+8
x+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+92=R2,
∴a2+32=(6
﹣a)2+92,解得a=5
,
∴R2=(5
)2+32=84,
∴R=2![]()
.
