平面内AB=6,BC=10,连接AC,以AC为斜边作等腰直角三角形,连接BD,则BD的最大值为
时间: 2023-05-26 22:04:13 浏览: 130
首先,由勾股定理可得,直角三角形ABC的斜边AC的长度为:
$\begin{aligned} AC&=\sqrt{AB^2+BC^2}\\ &=\sqrt{6^2+10^2}\\ &=2\sqrt{19} \end{aligned}$
我们以AC为直角边,以AC的中点M为圆心,AC的一半为半径作圆,如下图所示:
由于三角形ABC为等腰直角三角形,因此AM也是这个圆的直径。
我们希望找到一个点D,使得BD的长度最大。显然,D点应该在圆上,这样才能使BD最长。设点D的坐标为$(x,y)$,则有:
$\begin{aligned} BD^2&=(x-6)^2+y^2\\ &=x^2+y^2-12x+36 \end{aligned}$
我们希望最大化BD的长度,即最大化BD的平方,因此我们需要最大化$x^2+y^2-12x+36$。注意到点D在圆上,因此有:
$(x-3)^2+y^2=\left(\frac{AC}{2}\right)^2=\frac{19}{2}$
化简可得:
$x^2+y^2-6x+5=\frac{19}{2}$
也就是:
$x^2+y^2-6x+5-\frac{19}{2}=0$
我们可以将这个式子看作是一个二元二次方程的标准形式,即:
$x^2-6x+y^2+5-\frac{19}{2}=0$
将这个式子看作是一个关于$x$的二次函数,我们希望找到这个二次函数的峰值点,即:
$x=-\frac{b}{2a}=3$
因此,点D应该位于线段AC的中垂线上,距离点C和A的距离相等,如下图所示:
由于点D在圆上,因此有:
$(x-3)^2+y^2=\frac{19}{2}$
将$x=3$代入上式,可得:
$y^2=\frac{19}{2}-(3-6)^2=\frac{23}{2}$
因此:
$BD^2=x^2+y^2-12x+36=23+\frac{19}{2}-36=\frac{5}{2}$
最后,取根号即可得到BD的最大值:
$BD_{max}=\sqrt{\frac{5}{2}}=\frac{\sqrt{10}}{2}$
因此,BD的最大值为$\boxed{\frac{\sqrt{10}}{2}}$。
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