Question

如圖，AB為平面直角坐標(biāo)系xOy中單位圓O的直徑，點D在第二象限內(nèi)的圓弧上運(yùn)動，CD與圓O相切，切點為D，且CD=AB．設(shè)∠DAB=θ，問當(dāng)θ取何值時，四邊形ABCD的面積最大？并求出這個最大值．

Answer 1

連接BD，
∵AB為平面直角坐標(biāo)系xOy中單位圓O的直徑，點D在第二象限內(nèi)的圓弧上運(yùn)動
∴AD=2cosθ，BD=2sinθ（其中

π

4

＜θ＜

π

2

）．…（2分）
在△BCD中，由弦切角定理得∠BDC=θ，又DC=AB=2，
∴△BCD面積為2sin²θ； …（4分）
又Rt△ABD的面積為2sinθ•cosθ．…（5分）
∴四邊形ABCD的面積為S=2sinθ•cosθ+2sin²θ．…（6分）
因為S=sin2θ+（1-cos2θ） …（8分）
=

2

sin（2θ-

π

4

）+1 …（10分）
∴2θ-

π

4

=

π

2

，四邊形ABCD面積取得最大值
所以當(dāng)θ=

3π

8

時，四邊形ABCD面積取得最大值

2

+1．…（12分）