,已知AE=5,BE=2,CE=4,求正方形ABCD的面积。这道题怎么做呢?
我们要求正方形ABCD的面积,就需要知道正方形的边长或者对角线的长度。题目条件只告诉我们AE=5,BE=2,CE=4,如何利用这些条件求出正方形的边长或者对角线的长度呢?
我们不妨假设正方形的边长为x,通过勾股定理去构造方程。
如图所示,延长AD、BC、DC,过点E作AD、BC、DC延长线的垂线。
接着过点B作BI⊥EF。
假设HE=a,EI=b。
三角形AGE、三角形BHE、三角形CEF都是直角三角形。
由勾股定理可得,
(a+x)²+b²=25……①,
a²+b²=4……②,
(b+x)²+a²=16……③,
用①-②可得2ax=21-x²……④,
③-②可得2bx=12-x²……⑤,
④式两边平方可得4a²x²=(21-x²)²……⑥,
⑤式两边平方可得4b²x²=(12-x²)²……⑦,
⑥+⑦可得4x²(a²+b²)=(21-x²)²+(12-x²)²,即16x²=(21-x²)²+(12-x²)²,
接下来就是解方程的问题了,因为x²即正方形ABCD面积,不放假设x²=S,
16x²=(21-x²)²+(12-x²)²即16S=(21-S)²+(12-S)²,
16S=(21-S)²+(12-S)²是一个一元二次方程,展开整理可得2S²-82S+585=0,
由公式法可得,S₁=(41+√511)/2,S₂=(41-√511)/2,
以上两个解都为正数解,
但是从图中可以看到x<4,所以S<16,
S₁=(41+√511)/2要舍去,
综上,正方形ABCD的面积为(41-√511)/2。
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