1. 用未知数表示各行的高与各列的宽,并将已知周长转化为半周长等式
设从左到右三列的宽度分别为 x1,x2,x3,从上到下三行的高度分别为 y1,y2,y3。
长方形的周长 P=2(长+宽),故半周长等于长与宽之和。
由题意可得各已知小长方形的半周长:
第一行第一列:x1+y1=10÷2=5
第一行第三列:x3+y1=18÷2=9
第二行第一列:x1+y2=12÷2=6
第二行第二列:x2+y2=16÷2=8
第三行第一列:x1+y3=14÷2=7
2. 用单一变量 $x_1$ 表示所有行高与列宽
将所有变量用 x1 表示:
y1=5−x1
y2=6−x1
y3=7−x1
x2=8−y2=8−(6−x1)=x1+2
x3=9−y1=9−(5−x1)=x1+4
因边长均为正数,需满足 5−x1>0 且 x1>0,即 0<x1<5。
3. 计算大长方形的总宽度与总高度,写出总面积的二次函数表达式
大长方形的总宽度 X=x1+x2+x3=x1+(x1+2)+(x1+4)=3x1+6
大长方形的总高度 Y=y1+y2+y3=(5−x1)+(6−x1)+(7−x1)=18−3x1
大长方形的总面积为:
A(x1)=X⋅Y=(3x1+6)(18−3x1)=9(x1+2)(6−x1)=9(−x12+4x1+12)
4. 利用配方法求二次函数的最大值并验证可行性
对 A(x1) 进行配方:
A(x1)=−9(x12−4x1−12)=−9[(x1−2)2−16]=144−9(x1−2)2
当 x1=2 时,A(x1) 取得最大值 144。
由于 x1=2 在可行区间 0<x1<5 内,此时各边长均大于零:
x1=2,x2=4,x3=6;y1=3,y2=4,y3=5,均符合题意。
因此,大长方形的最大面积为 144 cm2。
答案大长方形的最大面积为 144 cm2