请问数学大神第13题怎么做
线段AM长的最大值为3√2,具体解法如下:
1)如图所示,直角三角形PDO与DMO相似,于是有
PO/DO=DO/MO
所以MO=DO*DO/PO=4/PO ------(式1)
2)直线AB的方程为y=x+4,故可设P的坐标为(Xp,Xp+4),那么
PO*PO=Xp*Xp+(Xp+4)*(Xp+4) ------(式2)
3)在三角形AOM中,AO=4,MO=4/PO,由余弦定理知
AM*AM=AO*AO+MO*MO-2AO*MO*cos(AOM) ------(式3)
4)cos(AOM)=cos(AOP),在三角形AOP中,由余弦定理知
cos(AOP)=(AO*AO+PO*PO-AP*AP)/(2AO*PO)
=【16+Xp*Xp+(Xp+4)*(Xp+4)-2*(Xp+4)*(Xp+4)】/(8*PO)
=【16+Xp*Xp-(Xp+4)*(Xp+4)】/(8*PO) ------(式4)
5)将式1、2、4代入3,得到
AM*AM=AO*AO+MO*MO-2AO*MO*cos(AOM)
=16+16/(PO*PO)-32/PO*cos(AOP)
=16+16/(PO*PO)-32/PO*【16+Xp*Xp-(Xp+4)*(Xp+4)】/(8*PO)
=16+16/(PO*PO)-4/(PO*PO)*【16-(8*Xp+16)】
=16+16/(PO*PO)+32*Xp/(PO*PO)
=16+(16+32*Xp)/(PO*PO)
=16+(16+32*Xp)/(2*Xp*Xp+8*Xp+16)
=16+(8+16*Xp)/(Xp*Xp+4*Xp+8)
=16+16*(0.5+Xp)/(Xp*Xp+4*Xp+8)
=16+16*(0.5+Xp)/【(Xp+0.5)*(Xp+3.5)+6.25】
=16+16/【(Xp+3.5)+6.25/(Xp+0.5)】
=16+16/【(Xp+0.5)+6.25/(Xp+0.5)+3】
讨论:
当(Xp+0.5)=6.25/(Xp+0.5)>0,即Xp=2时,AM*AM取得极大值16+16/8=18,从而AM=√18=3√2;
当(Xp+0.5)+6.25/(Xp+0.5)<0且接近-3,即Xp=-3时,AM*AM取得另一极大值16+16/(-2)=8,从而AM=√8=2√2;
综上所述,当且仅当Xp=2时,AM长取得最大值3√2。