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问题: 圆的问题

已知圆的方程x^2+y^2-6x-8y=0,设经过点(3,5)的两条直线相互垂直的弦AC和BD分别交于四点,求四点围成的四边形ABCD的最大值

解答:

记圆心为P=(3,4),Q=(3,5),PQ=1.
因为AC⊥BD,所以四边形ABCD的面积S=AC*BD/2.

AC=2√(r^2-a^2)=2*√(25-a^2),
BD=2√(r^2-b^2)=2*√(25-b^2),

S=2√[(25-a^2)*(25-b^2)]
=2√[625-25*(a^2+b^2)+(a^2)*(b^2)].

a^2+b^2=PQ^2=1
ab≤(a^2+b^2)/2=1/2,等号在a=b=√2/2时成立。

所以在a=b=√2/2时,四边形ABCD的面积有最大值
S=√(625-25+1/4)=49/2.