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例题.如图,在一条直的国道同侧有相距120米的A、C两处,点A、C到公路的距离分别是119米、47米.拟规划建设一个以AC为对角线的平行四边形ABCD的临时仓库,且四周围墙总长为400米. 根据公路法以及省公路管理条例规定,建筑物离公路距离不得少于20米. 若将临时仓库面积建到最大,此规划是否符合规定?
分析:这是一个实际问题,给出的条件是几何图形及其要满足的条件.首先,我们知道临时仓库ABCD是平行四边形,且平行四边形ABCD的周长是400m,由于平行四边形两对边平行且相等,所以AB+BC=AD+AC=200>160. 建立以AC所在直线为x轴,AC中点为原点建立直角坐标系,可知B、D两点在以A、C为焦点的椭圆上(除去两个点).
其次,临时仓库面积最大,即ABCD面积最大.什么时候ABCD面积最大?这是我们要解决的一个难点.由于平行四边形ABCD的面积等于两个三角形ADC的面积,即等于AC乘以高.观察图形知,当B、D是椭圆短轴的两个端点时,满足条件.
再次,建筑物(临时仓库)离公路距离不得少于20米,即求最近点D到公路的距离是多少,即可判断规划是否符合题意.问题又可转化为求点D到直线(公路)的距离.这里求直线方程(公路所在的直线)又是一个难点.有两种思路:一是由A(—60,0),C(60,0),设公路所在的直线方程为y=kx+b,再由A、C到直线的距离分别为119m、47m,建立关于k、b的二元一次方程组,再求出k、b的值,方程便可求出;另一种思路是利用几何性质,即通过相似三角形的性质和斜率的定义,求出直线方程.
解析:由题意,得|AB|+|CB|=|DA|+|DC|=200>160,
所以平行四边形基地的另两个顶点B、D在以A、C为焦点的椭圆上.
以AC所在直线为x轴,AC中点为原点建立直角坐标系,如图所示,
分析:这是一个实际问题,给出的条件是几何图形及其要满足的条件.首先,我们知道临时仓库ABCD是平行四边形,且平行四边形ABCD的周长是400m,由于平行四边形两对边平行且相等,所以AB+BC=AD+AC=200>160. 建立以AC所在直线为x轴,AC中点为原点建立直角坐标系,可知B、D两点在以A、C为焦点的椭圆上(除去两个点).
其次,临时仓库面积最大,即ABCD面积最大.什么时候ABCD面积最大?这是我们要解决的一个难点.由于平行四边形ABCD的面积等于两个三角形ADC的面积,即等于AC乘以高.观察图形知,当B、D是椭圆短轴的两个端点时,满足条件.
再次,建筑物(临时仓库)离公路距离不得少于20米,即求最近点D到公路的距离是多少,即可判断规划是否符合题意.问题又可转化为求点D到直线(公路)的距离.这里求直线方程(公路所在的直线)又是一个难点.有两种思路:一是由A(—60,0),C(60,0),设公路所在的直线方程为y=kx+b,再由A、C到直线的距离分别为119m、47m,建立关于k、b的二元一次方程组,再求出k、b的值,方程便可求出;另一种思路是利用几何性质,即通过相似三角形的性质和斜率的定义,求出直线方程.
解析:由题意,得|AB|+|CB|=|DA|+|DC|=200>160,
所以平行四边形基地的另两个顶点B、D在以A、C为焦点的椭圆上.
以AC所在直线为x轴,AC中点为原点建立直角坐标系,如图所示,