初中数学 · 二次函数实际应用

围篱笆的最大面积

用 60 m 的篱笆,靠着一面长度为 a 的外墙围一块矩形菜园。拖动墙长 a,观察最大面积和最佳围法如何随墙的长短变化——找到墙太长、适中、太短三种情形下的临界。

30米

0–20 m:墙太短,需篱笆补齐缺口(四边参与构图) · 20–30 m:用尽墙长做平行边 · ≥30 m:顶点可直接实现。曲线与示意图实时联动。

俯视围法 a≥30 · 平行边取顶点
红线 = 外墙 a,深绿线 = 篱笆,灰虚线 = 篱笆补齐的缺口
外墙(长 a,免费) 篱笆(共 60m) 篱笆补齐缺口
最大面积 · 随墙长变化
实线 = 各墙长下的最大面积 Smax,虚线为不可行区间的顶点延伸
平行墙边长 x
30m
垂直墙边长 y
15m
最大面积 Smax
450㎡
所属情形
① 墙很长
三种情形 · 何时能套顶点,何时要取端点当前情形自动高亮
情形 ①

墙足够长(a ≥ 30)

a ≥ 30

平行边 30 m 完全靠墙(墙能盖住),顶点可实现。直接取抛物线的顶点:平行边 x = 30,垂直边 y = 15。

最大面积
情形 ②

墙中等长(20 < a < 30)

20 < a < 30

顶点 x = 30 超不出墙,不可实现。S 在可行区间 [0, a] 上递增,最大在区间端点:用尽全部墙长做平行边 x = a。

最大面积
情形 ③

墙太短(0 < a ≤ 20)

0 < a ≤ 20

墙盖不住整个平行边,缺口必须用篱笆补齐,四边都参与构图。此时最优是正方形:x = y = 15 + a/4。

最大面积
记住这条解题原则
解决实际最值问题,不能上来直接套顶点公式。先检验:顶点对应的边长,在现实条件(墙长 a)下能不能实现。实现得了,取顶点;实现不了,就到取值区间端点找最大值。三个区间在 a = 20 与 a = 30 处平滑衔接,都是同一条连续的 Smax 曲线。