问题 解答题

(附加题)(1)对于任意给定的一个矩形C,是否存在另一个矩形,使它的周长和面积都是矩形C的2倍?请说明你的理由;

(2)当实数m为什么值,对于任何一个矩形C,都存在另一个矩形,它的周长与面积都是矩形C的m倍?证明你的结论.

答案

(1)设已知矩形的长与宽分别为a,b,所求矩形为x,y.

x+y=2(a+b)
xy=2ab

∴x,y是方程t2-2(a+b)t+2ab=0的两实根.

∵△=4(a+b)2-8ab=4(a2+b2)>0,∴方程有解.

所以,对于长与宽分别为a,b矩形,存在周长与面积都是已知矩形的2倍的矩形;

(2)设已知矩形的长与宽分别为a,b,所求矩形为x,y.

x+y=m(a+b)
xy=mab

∴x,y是方程t2-m(a+b)t+mab=0的两实根.

当△=[m(a+b)]2-4mab≥0,即m≥

4ab
(a+b)2
时,方程有解.

所以,对于长与宽分别为a,b的矩形,当m≥

4ab
(a+b)2
时,存在周长与面积都是已知矩形的m倍的矩形.

∵(a-b)2≥0,

∴a2+b2≥2ab,a2+b2+2ab≥4ab,

即(a+b)2≥4ab,

4ab
(a+b)2
≤1,

4ab
(a+b)2
的最大值为1.

∴当m≥1时,所有的矩形都有周长与面积同时扩大m倍的矩形.

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