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如图,已知正方形ABCD在直线MN的上方,边BC在直线MN上,E是线段BC上一点,以AE为边在直线MN的上方作正方形AE

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/10 19:17:24
如图,已知正方形ABCD在直线MN的上方,边BC在直线MN上,E是线段BC上一点,以AE为边在直线MN的上方作正方形AEFG,其中AE=2,记∠FEN=α,△EFC的面积为S.

(Ⅰ)求S与α之间的函数关系;
(Ⅱ)当角α取何值时S最大?并求S的最大值.
(Ⅰ)过点F作FH⊥MN,H为垂足
由三角知识可证明∠EAB=∠FEH=α,FH=BE…2 分
在Rt△ABE中,EB=AEsinα=2sinα,BC=AB=AEcosα=2cosα
所以EC=BC-EB=2cosα-2sinα…4 分
所以△FCE的面积
S=
1
2(2cosα−2sinα)•2sinα=2sinαcosα-2sin2α,其中0≤α≤
π
4…(6分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知S=2sinαcosα-2sin2α=sin2α+cos2α−1=
2sin(2α+
π
4)−1…(9分)
由0≤α≤
π
4,得
π
4≤2α+
π
4≤
3
4π,
∴当2α+
π
4=
1
2π,即α=
π
8时,S最大=
2−1…(11分)
因此,当α=
π
8时,△EFC的面积S最大,最大面积为
2−1.  …12 分