3.
[实际问题]
小明家住16楼.一天,他要把一根3米长的竹竿放入电梯带回家中.如果竹竿做好刚能放入电梯中(如图①示),那么,电梯的长、宽、高和的最大值是多少米?
[类比探究]
为了解决这个实际问题,我们首先探究下面的数学问题.
探究1:如图②,在△ABC中,AC⊥BC . 若BC = a , AC = b , AB = c , 则a + b与c之间有什么数量关系?
解:在△ABC中,∵AC⊥BC
∴BC2 + AC2 = AB2 , 即a2 + b2 = c2
∵(a-b)2≥0
∴a2 + b2 - 2ab≥0
∴a2 + b2≥2ab
∴c2≥2ab
∴c2 + a2 + b2≥2ab + a2 + b2
∴2c2≥(a+b)2
∵a , b , c均大于0
∴a + b与c之间的数量关系是a + b≤
c .
探究2:如图③,在四边形ABCD中,AC是对角线,AB⊥BC , AC⊥CD . 若AB = a , BC = b , CD = c , AD = d , 则a + b + c与d之间有什么数量关系?
解:∵AB⊥BC , AC⊥CD
∴BC2 + AB2 = AC2 , AC2 + CD2 = AD2
∴a2 + b2 + c2 = d2
∵(a-b)2≥0,(a-c)2≥0,(b-c)2≥0
∴a2 + b2≥2ab , a2 + c2≥2ac , b2 + c2≥2bc
将上面三式相加得,2a2 + 2b2 + 2c2≥2ab + 2ac + 2bc
∴2d2≥2ab + 2ac + 2bc
∴2d2 + a2 + b2 + c2≥2ab + 2ac + 2bc + a2 + b2 + c2
∴ d2≥(a+b+c)2
∵a , b , c , d均大于0
∴a + b + c与d之间有这样的数量关系:a + b + c≤ d .
探究3:如图④,仿照上面的方法探究,在五边形ABCDE中,AC , AD是对角线,
AB⊥BC , AC⊥CD , AD⊥DE . 若AB = a , BC = b , CD = c , DE = d , AE = e , 则a + b + c + d与e之间的数量关系是 .
[归纳结论]
当a1 > 0,a2 > 0,…an > 0,m > 0时,若a12 + a22 + … + an2 = m2 , 则a1+ a2 + … + an , 与m之间的数量关系是 .
[问题解决]
小明家住16楼.一天,他要把一根3米长的竹竿放入电梯带回家中.如果竹竿恰好刚能放入电梯中(如图①示),那么,电梯的长、宽、高和的最大值是米.
[拓展延伸]
公园准备修建一个四边形水池,边长分别为a米,b米,c米,d米.分别以水池四边为边向外建四个正方形花圃,若花圃面积和为400平方米,则水池的最大周长为米.