13. 某艺术街区进行绿化改造,用一段长 40 m 的篱笆和一面长 15 m 的墙 AB,围成一个长方形的花园,设平行于墙的一边 DE 的长为 x m.
(1)如图 1,如果长方形花园的一边靠墙 AB,另三边由篱笆 CDEF 围成,当花园面积为 150 m²时,求 x 的值;
(2)如图 2,如果长方形花园的一边由墙 AB 和一节篱笆 BF 构成,另三边由篱笆 ADEF 围成,当花园面积是 150 m²时,求 BF 的长.

(1)如图 1,如果长方形花园的一边靠墙 AB,另三边由篱笆 CDEF 围成,当花园面积为 150 m²时,求 x 的值;
(2)如图 2,如果长方形花园的一边由墙 AB 和一节篱笆 BF 构成,另三边由篱笆 ADEF 围成,当花园面积是 150 m²时,求 BF 的长.
答案
13.解:(1)由题意,得$\dfrac{1}{2}(40-x)x=150(0<x≤15)$,解得$x_1=10,x_2=30$(舍去),所以$x$的值为10.
(2)设$BF$的长为$y$ m.由题意,得$\dfrac{1}{2}(40-y-15-y)(y+15)=150$,解得$y_1=-\dfrac{15}{2}$(舍去),$y_2=5$.答:$BF$的长为5 m.
(2)设$BF$的长为$y$ m.由题意,得$\dfrac{1}{2}(40-y-15-y)(y+15)=150$,解得$y_1=-\dfrac{15}{2}$(舍去),$y_2=5$.答:$BF$的长为5 m.
解析
【分析】
(1) 首先明确篱笆仅围CDEF三边,总长40m,平行于墙的DE长为x m,那么垂直于墙的两条边CD、EF长度之和为(40-x)m,单条边长为$\frac{40-x}{2}$m。再根据长方形面积=长×宽列方程,同时注意墙长仅15m,因此x的取值范围是0<x≤15,解出方程后要舍去超出范围的根。
(2) 设BF长为y m,那么平行于墙的边长为(15+y)m。总篱笆围了ADEF三边和BF,因此垂直于墙的两条边AD、EF的长度之和为(40 - y - (15+y))m,单条边长为$\frac{40 - y - 15 - y}{2}$m。同样根据面积公式列方程,边长不能为负,因此舍去负根即可得到BF的长度。
【解析】
(1) 由题意可知,长方形花园垂直于墙的边长为$\frac{40-x}{2}$m,且$0 < x ≤15$,根据面积公式列方程:
$\dfrac{1}{2}(40-x)x=150$
整理得$x^2 -40x +300=0$,解得$x_1=10$,$x_2=30$。
因为$30>15$,不符合墙长限制,舍去$x_2=30$,因此$x=10$。
(2) 设BF的长为$y$ m,此时平行于墙的边长为$(15+y)$m,垂直于墙的边长为$\dfrac{40 - y - (15+y)}{2}=\dfrac{25-2y}{2}$m,根据面积公式列方程:
$\dfrac{1}{2}(40-y-15-y)(y+15)=150$
整理得$2y^2 +5y -75=0$,解得$y_1=-\dfrac{15}{2}$,$y_2=5$。
因为边长不能为负,舍去$y_1=-\dfrac{15}{2}$,因此$y=5$。
【答案】
(1) $x$的值为$\boldsymbol{10}$;
(2) $BF$的长为$\boldsymbol{5\ \mathrm{m}}$。
【知识点】
1. 一元二次方程应用
2. 长方形面积计算
3. 实际问题验根
【点评】
本题结合生活场景考查一元二次方程的实际应用,解题核心是结合图形准确找到各边长度的数量关系,列方程求解后要注意结合实际限制条件(如墙长、边长为正)对根进行取舍,能有效锻炼数形结合思维和解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
(1) 首先明确篱笆仅围CDEF三边,总长40m,平行于墙的DE长为x m,那么垂直于墙的两条边CD、EF长度之和为(40-x)m,单条边长为$\frac{40-x}{2}$m。再根据长方形面积=长×宽列方程,同时注意墙长仅15m,因此x的取值范围是0<x≤15,解出方程后要舍去超出范围的根。
(2) 设BF长为y m,那么平行于墙的边长为(15+y)m。总篱笆围了ADEF三边和BF,因此垂直于墙的两条边AD、EF的长度之和为(40 - y - (15+y))m,单条边长为$\frac{40 - y - 15 - y}{2}$m。同样根据面积公式列方程,边长不能为负,因此舍去负根即可得到BF的长度。
【解析】
(1) 由题意可知,长方形花园垂直于墙的边长为$\frac{40-x}{2}$m,且$0 < x ≤15$,根据面积公式列方程:
$\dfrac{1}{2}(40-x)x=150$
整理得$x^2 -40x +300=0$,解得$x_1=10$,$x_2=30$。
因为$30>15$,不符合墙长限制,舍去$x_2=30$,因此$x=10$。
(2) 设BF的长为$y$ m,此时平行于墙的边长为$(15+y)$m,垂直于墙的边长为$\dfrac{40 - y - (15+y)}{2}=\dfrac{25-2y}{2}$m,根据面积公式列方程:
$\dfrac{1}{2}(40-y-15-y)(y+15)=150$
整理得$2y^2 +5y -75=0$,解得$y_1=-\dfrac{15}{2}$,$y_2=5$。
因为边长不能为负,舍去$y_1=-\dfrac{15}{2}$,因此$y=5$。
【答案】
(1) $x$的值为$\boldsymbol{10}$;
(2) $BF$的长为$\boldsymbol{5\ \mathrm{m}}$。
【知识点】
1. 一元二次方程应用
2. 长方形面积计算
3. 实际问题验根
【点评】
本题结合生活场景考查一元二次方程的实际应用,解题核心是结合图形准确找到各边长度的数量关系,列方程求解后要注意结合实际限制条件(如墙长、边长为正)对根进行取舍,能有效锻炼数形结合思维和解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
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