已知椭圆的长轴长与短轴长的和为20
椭圆的长轴长为2a,短轴长为2b,根据题意有:
[ 2a + 2b = 20 ]
简化为:
[ a + b = 10 ]
椭圆的面积公式为:
[ S = pi ab ]
为了在条件 ( a + b = 10 ) 下最大化面积 ( S ),我们可以将 ( b ) 表示为 ( 10
[ S = pi a(10
这是一个关于 ( a ) 的二次函数,开口向下,其最大值出现在顶点处。顶点的横坐标为:
[ a = frac{10}{2} = 5 ]
对应的 ( b ) 为:
[ b = 10
当 ( a = b = 5 ) 时,椭圆变为圆,其面积为:
[ S = pi
imes 5
imes 5 = 25pi ]
验证:利用算术-几何均值不等式,当 ( a + b = 10 ) 时,( sqrt{ab} leq frac{a + b}{2} = 5 ),即 ( ab leq 25 ),当且仅当 ( a = b = 5 ) 时取等号。
最终答案为:
[
boxed{25pi}
]