
Diện tích hình vuông MNPQ nhỏ nhất khi tổng diện tích S của 4 tam giác vuông ở 4 góc hình vuông ABCD lớn nhất.
Lập công thức tính diện tích tổng 4 tam giác, áp dụng bất đẳng thức Cauchy để tìm giá trị lớn nhất.

Đặt AM = x (0 < x < 8, đơn vị: mét), khi đó MB = 8 – x (m).
Ta có \(\Delta AMQ = \Delta BNM = \Delta CPN = \Delta DQP\).
Diện tích hình vuông MNPQ nhỏ nhất khi tổng diện tích S của 4 tam giác vuông ở 4 góc hình vuông ABCD lớn nhất.
Ta có \(S = 4.\frac{1}{2}AM.AQ = 2AM.AQ = 2AM.MB\) \(\left( {{m^2}} \right)\).
Áp dụng bất đẳng thức Cauchy cho hai số dương là độ dài đoạn thẳng AM và MB, ta có:
\(A{M^2} + M{B^2} \ge 2AM.MB\)
\(A{M^2} + 2AM.MB + M{B^2} \ge 4AM.MB\)
\({\left( {AM + MB} \right)^2} \ge 4AM.MB\)
\(2AM.MB \le \frac{{{{\left( {AM + MB} \right)}^2}}}{2}\)
\(S \le \frac{{{8^2}}}{2}\)
\(S \le 32\).
Dấu “=” xảy ra khi \(AM = MB = \frac{{AB}}{2} = \frac{8}{2} = 4\).
Vậy, khi M, N, P, Q lần lượt là trung điểm của các cạnh AB, BC, CD, DA thì hình vuông MNPQ có diện tích nhỏ nhất.

Các bài tập cùng chuyên đề
Danh sách bình luận