12430. В прямоугольный треугольник
ABC
вписан прямоугольник
CDEF
. При этом точки
D
и
F
лежат на катетах
BC
и
AC
соответственно, а точка
E
— на гипотенузе. Известно, что
BD=3
, а
AF=4
. Найдите площадь прямоугольника
CDEF
и стороны треугольника
ABC
наименьшей площади, удовлетворяющего данному условию.
Ответ.
S_{CDEF}=12
;
AC=8
,
BC=6
,
AB=10
.
Решение. Обозначим
DE=CF=x
,
EF=CD=y
. Из подобия прямоугольных треугольников
AFE
и
EDB
получаем
\frac{AF}{EF}=\frac{DE}{BD},\mbox{или}~\frac{4}{y}=\frac{x}{a},

откуда
xy=12
. Следовательно,
S_{CDEF}=DE\cdot CD=xy=12.

Пусть площадь треугольника
ABC
равна
S
. Тогда
S=\frac{1}{2}AC\cdot BC=\frac{1}{2}(4+x)(3+y)=\frac{1}{2}(12+3x+4y+xy)=

=\frac{1}{2}(12+3x+4y+12)=\frac{1}{2}(24+3x+4y)=12+\frac{1}{2}\left(3x+\frac{48}{x}\right)~\geqslant

\geqslant~12+\frac{1}{2}\cdot2\sqrt{3x\cdot\frac{12}{x}}=12+\sqrt{3x\cdot\frac{12}{x}}=12+12=24,

причём равенство достигается, если
3x=\frac{48}{x}
, т. е. для
x=4
.
В этом случае
F
и
E
— середины катетов, следовательно,
AC=8,~BC=6,~AB=5,

а наименьшая площадь треугольника равна 24.