某中学有一块长为a米,宽为b米的矩形场地,计划在该场地上修筑宽都为2米的两条互相垂直的道路,余下的四块矩形小场地建成草坪.
(1)如图,请分别写出每条道路的面积(用含a或含b的代数式表示);
(2)已知a:b=2:1,并且四块草坪的面积之和为312米2,试求原来矩形场地的长与宽各为多少米?
(3)在(2)的条件下,为进一步美化校园,根据实际情况,学校决定对整个矩形场地作如下设计(要求同时符合下述两个条件):
条件①:在每块草坪上各修建一个面积尽可能大的菱形花圃(花圃各边必须分别与所在草坪的对角线平行),并且其中有两个花圃的面积之差为13米2;
条件②:整个矩形场地(包括道路、草坪、花圃)为轴对称图形.
请你画出符合上述设计方案的一种草图(不必说明画法与根据),并求出每个菱形花圃的面积.
网友回答
解:(1)这两条道路的面积分别是2a平方米和2b平方米.
(2)设b=x米,a=2x米.根据题意得:
x?2x-(2x+4x-4)=312,
整理得:x2-3x-154=0,
解得:x1=14,x2=-11(不合题意舍去).
∴b=14,a=28.即矩形的长为28米.宽为14米.
(3)符合设计方案的一种草图如图1所示,其中四个菱形花圃中,第1个与第2个,第3个与第4个花圃的面积分别相等.设AE=x,则FB=14-2-x=12-x(米),AG==13(米).
根据题意得:×13?x-(12-x)×13=13,
解得x=7.
∴大菱形花圃的面积为×7×13=45.5(米2),
小菱形花圃的面积为×(12-7)×13=32.5(米2).
解析分析:(1)由图可知:道路的形状都是小长方形,因此道路的面积=矩形场地的长或宽×b或a.
(2)根据a,b的比例关系,可用未知数表示出a,b,然后根据草坪的总面积=大矩形的面积-两条道路的面积和+道路重叠的小正方形的面积.以此可列出方程求出未知数的值,也就求出了a,b的值.
(3)根据两个条件我们可知:一条道路要平分大矩形,且平分的两边中,每边都有一个大花圃和一个小花圃,然后根据这个特点,分别出表示出每块草坪的长和宽也就是菱形花圃的对角线的长,也就能表示出大,小菱形花圃的面积,根据“有两个花圃的面积之差为13米2”,让大花圃的面积-小花圃的面积=13,以此可得出方程,进而求出所求的值.
点评:此题是一道方案设计问题,属于开放性题目,(1)(2)两题是基础的求矩形的面积问题,旨在为(3)作准备;要使菱形的面积最大,必须使菱形的四个顶点在小矩形的边上,然后根据轴对称的关系设计方案,利用矩形、菱形的面积公式计算.