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y 解三角形 四边形EFBC面积最大值

12.如图,一块三角形铁片$ABC$,已知$AB = 4$,$AC = 4\sqrt{3}$,$\angle BAC = \frac{5\pi}{6}$,现在这块铁片中间发现一个小洞,记为点$D$,$AD = 1$,$\angle BAD = \frac{\pi}{6}$,如果过点$D$作一条直线分别交$AB$,$AC$于点$E$,$F$,并沿直线$EF$裁掉$\triangle AEF$,则剩下的四边形$EFBC$面积的最大值为(    )

A.$3\sqrt{3}$  B.$2\sqrt{3}$  C.$\sqrt{6}$  D.$\sqrt{3}$

解:以$AC$所在直线为$x$轴,$A$点为坐标原点建立平面直角坐标系

依题可知$B\left( -2\sqrt{3},2 \right)$,$D\left( \frac{1}{2},\frac{\sqrt{3}}{2} \right)$,$AB$所在直线方程为$y = - \frac{\sqrt{3}}{3}x$

设$EF$所在直线方程为$y - \frac{\sqrt{3}}{2} = k\left( x + \frac{1}{2} \right)$,则$0 - \frac{\sqrt{3}}{2} = k\left( x_{F} + \frac{1}{2} \right)$

$\therefore x_{F} = - \frac{k + \sqrt{3}}{2k}$

联立$\begin{cases} y - \frac{\sqrt{3}}{2} = k\left( x + \frac{1}{2} \right) \\ y = - \frac{\sqrt{3}}{3}x \end{cases}$,得$y_{E} = \frac{k + \sqrt{3}}{2(1 + \sqrt{3}k)}$

$\therefore S_{\triangle AEF} = \frac{1}{2} \cdot \left( - \frac{k + \sqrt{3}}{2k} \right) \cdot \frac{k + \sqrt{3}}{2(1 + \sqrt{3}k)} = - \frac{(k + \sqrt{3})^{2}}{8k(1 + \sqrt{3}k)}$

$\therefore (1 + 8\sqrt{3}s)k^{2} + (2\sqrt{3} + 8s)k + 3 = 0$

$\therefore \Delta = (2\sqrt{3} + 8s)^{2} - 4 \cdot (1 + 8\sqrt{3}s) \cdot 3 \geq 0$

$\therefore s \geq \sqrt{3}$

$\therefore S_{四边形EFBC} = S_{\triangle ABC} - s \leq \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 4\sqrt{3} \cdot \frac{1}{2} - \sqrt{3} = 3\sqrt{3}$ 选 A

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