Question

李大爺有一個邊長為a的正方形魚塘（圖1），魚塘四個角的頂點A、B、C、D上各有一棵大樹．現(xiàn)在李大爺想把原來的魚塘擴(kuò)建成一個圓形或正方形魚塘（原魚塘周圍的面積足夠大），又不想把樹挖掉（四棵大樹要在新建魚塘的邊沿上）．
（1）若按圓形設(shè)計，利用（圖1）畫出你所設(shè)計的圓形魚塘示意圖，并求出網(wǎng)形魚塘的面積；
（2）若按正方形設(shè)計，利用（圖2）畫出你所設(shè)計的正方形魚塘示意圖；
（3）你在（2）所設(shè)計的正方形魚塘中，有無最大面積？為什么？
（4）李大爺想使新建魚塘面積最大，你認(rèn)為新建魚塘的最大面積是多少？

Answer 1

（1）如圖1所示，
AC=

a2+a2

=

2

a，
∴S_⊙O=

1

2

πa²；


（2）如圖2所示；

（3）有最大面積；
如圖2，由作圖知，Rt△ABH，Rt△BGC、Rt△CDF和Rt△AED為四個全等的三角形．因此，只要Rt△ABH的面積最大，就有正方形EFGH的面積最大．然而，Rt△ABH的斜邊AB=a為定值，所以，點E在以AB為直徑的半圓上，當(dāng)點E正好落在線段AB的中垂線上時，面積最大（斜邊為定值的直角三角形以等腰直角三角形面積最大），其最大面積為

1

4

a²，從而得正方形EFGH的最大面積為4×

1

4

a²+a²=2a²；

（4）由圖1可知，所設(shè)計的圓形魚塘的面積S_圓=

1

2

πa²＜2a²，所以，我認(rèn)為李大爺新建魚塘的最大面積是2a²，它是一個正方形魚塘．