一个四边形的三边分别为 $2,7,11$,求该四边形面积的最大值.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 数学竞赛
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    函数与方程
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    函数最值
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    三角
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    解三角形
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    三角形面积公式
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    海伦公式的推广
  • 知识点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的最值
【答案】
$30\sqrt 3$
【解析】
设第四条边的长度为 $2x$,我们熟知四边长固定的四边形为圆内接四边形时面积最大,因此根据海伦公式,此时四边形面积的最大值$$S(x)=\sqrt{(x+8)(x+3)(x-1)(10-x)},$$也即$$S(x)=\sqrt{-x^4+87x^2+154x-240}.$$设 $\varphi(x)=-x^4+87x^2+154x-240$,其中 $x\in (1,10)$,则其导函数$$\varphi'(x)=-4x^3+174x+154=-2(x-7)\left(2x^2+14x+11\right),$$于是当 $x=7$ 时该函数取得最大值 $\varphi(7)=2700$,进而可得所求四边形面积的最大值为 $30\sqrt 3$.
答案 解析 备注
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