【分析】
解决问题思路
首先明确图①的围法特征:仅平行于墙面的边可借助8m长的墙,因此篱笆只需围3条边,即2条垂直于墙面的边、1条平行于墙面的边。我们设垂直于墙面的边长为$x$m,那么平行于墙面的边长为篱笆总长减去2倍垂直边长,也就是$(32-2x)$m,同时平行于墙面的边长不能超过墙的长度8m。再根据矩形面积公式“面积=长×宽”列一元二次方程,求解后验证解是否符合墙长限制,舍去不符合实际的解即可得到边长。
方案设计思路
先判断图①的围法能否达到$99\ \mathrm{m}^2$:当平行于墙面的边取最大长度8m时,垂直边长为$(32-8)÷2=12$m,最大面积为$8×12=96\ \mathrm{m}^2<99\ \mathrm{m}^2$,因此需要调整围法,把8m的墙作为矩形的一段边(即矩形平行于墙的边长大于8m,其中8m用墙体代替,剩余部分用篱笆补齐)。此时设矩形垂直于墙面的边长为$p$m,平行于墙面的边长为$q$m,篱笆总长等于矩形周长减去墙体长度8m,结合面积为$99\ \mathrm{m}^2$列方程组求解,选取合理的解标注长度即可。
【解析】
【解决问题】
设垂直于墙面的一边长为$x$ m,则平行于墙面的一边长为$(32-2x)$ m,根据矩形面积为$78\ \mathrm{m}^2$列方程:
$x(32-2x)=78$
整理得:$x^2-16x+39=0$
因式分解得:$(x-3)(x-13)=0$
解得:$x_1=3$,$x_2=13$
当$x=3$时,$32-2x=26>8$,超出墙的长度,不符合实际,舍去;
当$x=13$时,$32-2x=6<8$,符合要求。
【方案设计】
图①围法的最大面积为$96\ \mathrm{m}^2<99\ \mathrm{m}^2$,因此将墙体作为矩形平行边的一部分,设矩形垂直于墙面的边长为$p$ m,平行于墙面的边长为$q$ m,根据题意联立方程组:
$\begin{cases}2p+2q-8=32\\pq=99\end{cases}$
化简第一个方程得$p+q=20$,即$q=20-p$,代入第二个方程得:
$p(20-p)=99$
整理得$p^2-20p+99=0$,因式分解得$(p-9)(p-11)=0$,解得$\begin{cases}p=9\\q=11\end{cases}$或$\begin{cases}p=11\\q=9\end{cases}$,两组解均符合实际要求,选取其中一组标注长度即可。
【答案】
【解决问题】垂直于墙面的一边长13 m,平行于墙面的一边为6 m。
【方案设计】垂直于墙面的一边长9 m,平行于墙面的一边为11 m(或垂直于墙面的一边长11 m,平行于墙面的一边为9 m),方案如图:

【知识点】
一元二次方程应用;矩形周长与面积计算;实际问题解的检验
【点评】
本题结合围篱笆的生活场景,考查一元二次方程在实际问题中的应用,解题时需注意结合墙体长度的限制对解进行合理性检验,方案设计部分需要突破固定围法的思维限制,灵活利用墙体构建图形,能有效锻炼逻辑思维和实际问题解决能力。
【难度系数】
0.6