每日一题[2248]消元求值

如图所示,求长方形的面积.

答案    $12+4\sqrt 7$.

解析    记 $\triangle AED,\triangle BEC,\triangle ABF$ 的面积分别为 $x,y,z$,设 $d(E,AD)=p$,$BF=q$,$AB=a$,$AD=b$,则\[\begin{cases} bp=2x,\\ (a-p)(b-q)=2y,\\ aq=2z,\end{cases}\]由前两个方程可得\[p=\dfrac{2x}{b}=a-\dfrac{2y}{b-q}\implies q=\dfrac{b(ab-2x-2y)}{ab-2x},\]由第三个方程可得\[q=\dfrac{2z}a,\]因此\[\dfrac{b(ab-2x-2y)}{ab-2x}=\dfrac{2z}a\iff ab(ab-2x-2y)=2z(ab-2x),\]即\[(ab)^2-2(x+y+z)ab+4xz=0\iff ab=x+y+z+\sqrt{(x+y+z)^2-4xz}.\]回到本题,有 $x=8$,$y=3$,$z=1$,从而 $ab=12+4\sqrt{7}$.

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