6468. В выпуклом четырёхугольнике
ABCD
точки
E
и
F
являются серединами сторон
BC
и
CD
соответственно. Отрезки
AE
,
AF
и
EF
делят четырёхугольник на четыре треугольника, площади которых равны (в каком-то порядке) последовательным натуральным числам. Каково наибольшее возможное значение площади треугольника
ABD
?
Ответ. 6.
Решение. Пусть площади треугольников, на которые Отрезки
AE
,
AF
и
EF
делят четырёхугольник
ABCD
, равны
n
,
n+1
,
n+2
и
n+3
. Тогда площадь четырёхугольника равна
4n+6
. Поскольку
EF
— средняя линия треугольника
BCD
, то
S_{\triangle BCD}=4S_{\triangle ECF}
, а так как
S_{\triangle BCD}\geqslant n
, то
S_{\triangle ABD}=S_{ABCD}-S_{\triangle BCD}\leqslant(4n+6)-4n=6.

Осталось привести пример четырёхугольника
ABCD
, удовлетворяющего условию задачи, и такого, что
S_{\triangle ABD}=6
.
Рассмотрим равнобедренную трапецию
ABCD
с основаниями
AD=6
,
BC=4
и высотой 2. Тогда
S_{\triangle ABE}=\frac{1}{2}BE\cdot2=\frac{1}{2}\cdot2\cdot2=2,~S_{\triangle CFE}=\frac{1}{2}CE\cdot1=\frac{1}{2}\cdot2\cdot1=1,

S_{\triangle ADF}=\frac{1}{2}AD\cdot1=\frac{1}{2}\cdot6\cdot1=3,

S_{\triangle AEF}=S_{ABCD}-1-2-3=\frac{4+6}{2}\cdot2-6=4,

и при этом
S_{\triangle ABD}=\frac{1}{2}AD\cdot2=\frac{1}{2}\cdot6\cdot2=6.