同一骨架 2014 年安徽预赛 第 11 题 · P010178
四边形的面积先受相邻边乘积与形状约束控制,再把几何问题降到边长的代数关系。固定面积求长度界与固定边长求面积界,都是先处理形状自由度,再检查最优构型是否真正能实现。
一题还需对角线的独立估计,并要求不同估计同时取等;另一题需在最大面积确定后继续核整数性,不能把面积上界当成已达到的面积。
设平面四边形 的四边长为 4 个连续的正整数,求证:四边形 的面积的最大值不是整数.
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
四边给定时面积在圆内接构型达到最大。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
将四个连续整数代入半周长面积式,最大面积平方正好比一个整数平方少1。
设四边长为n、n+1、n+2、n+3,n为正整数,半周长s=2n+3。固定四边长的四边形面积S满足
等号在圆内接时取得。此不等式可由四边形面积恒等式
看出;非凸配置也不能超过对应凸圆内接构型。这里最长边小于另外三边之和,圆内接四边形确可实现。因此
令N=n²+3n+1,则
因N≥5,有 ,所以
最大面积不是整数。
n=1时最大面积,确在4与5之间。面积恒等式的等号要求对角互补;连续边长满足非退化四边形存在条件,故这里算到的是可达最大值,而不只是上界。
固定边长面积先用圆内接极值;连续整数乘积可配成相差2的两个整数的乘积,再将开方夹在相邻整数之间。
固定四边长先找可达的圆内接面积极值,再把连续整数乘积配成整数平方少一;夹住开方即可排除整数最大值。
核心工具:作差后证明非负、围绕中项展开,等差根平移
同一骨架 2014 年安徽预赛 第 11 题 · P010178
四边形的面积先受相邻边乘积与形状约束控制,再把几何问题降到边长的代数关系。固定面积求长度界与固定边长求面积界,都是先处理形状自由度,再检查最优构型是否真正能实现。
一题还需对角线的独立估计,并要求不同估计同时取等;另一题需在最大面积确定后继续核整数性,不能把面积上界当成已达到的面积。
已记下,谢谢!