如图,边长分别为 $1,2,\sqrt 5$ 的直角三角形 $PQR$ 内接于等腰直角三角形 $ABC$,直角顶点在斜边 $AB$ 上,$Q,R$ 分别在 $BC,CA$ 上,则 $\triangle ABC$ 的面积的最大值为_____.

答案 $\dfrac 92$.
解析 如图,设 $R,Q$ 在 $AB$ 上的投影分别为 $M,N$.

设 $\angle QPN=\angle MRP=\theta$,则\[\begin{cases} BM=RM=RP\cos\theta,\\ MP=RP\sin\theta,\\ PN=PQ\cos\theta,\\ NC=QN=PQ\sin\theta,\end{cases}\implies BC=BM+MP+PN+NC=(RP+PQ)(\sin\theta+\cos\theta),\]因此 $BC$ 的最大值为 $\sqrt 2(PR+PQ)=3\sqrt 2$,进而 $\triangle ABC$ 的面积的最大值为 $\dfrac 92$.