求证:在同一圆的内接矩形中,正方形的面积最大.

求证:在同一圆的内接矩形中,正方形的面积最大.

答案

思维分析:

如果知道圆的半径R,内接矩形的两邻边长分别为xy,矩形面积S=xy,就是要证x=yS最大,由矩形、圆的性质可知,矩形的对角线就是圆的直径,把xy的关系找出来,则y可用x表示,S是关于x的函数,则可求S的最大值.

证明:

设⊙O的半径为R,矩形ABCD的两邻边长分别为xy.

则矩形面积S=xy(0<x,y<2R).

∵∠ABC=∠ADC=90°,

AOC共线.∴AC=2R.

x2+y2=(2R2,

y=(∵y>0).

S=x.

S′=+x·==0.

∴4R2-2x2=0.

解得x1=-R(舍去),x2=R,

y==R=x.

又∵当xy接近于0时,S接近于0;当xy接近于2R时,S接近于0;

∴当x=y=R时,Smax=2R2.

∴矩形为正方形.

∴同一圆的内接矩形中,正方形面积最大.

温馨提示

在求函数最值问题时,导数是有力的工具之一.

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