【分析】
首先明确题意:靠一面墙围长方形或正方形菜地,仅需用12米的篱笆围3条边,边长均为整米数,要求菜地面积最大。我们可以通过两种思路解题:第一种是有序列举法,因为3条边里有两条边(长方形的宽)长度相等,我们可以依次列举不同宽度对应的长,计算每种情况的面积再比较大小;第二种是利用“周长相等的四边形中正方形面积最大”的规律,通过对称转化把靠墙围的特殊问题转化为常规周长问题,快速找到最优解。
【解析】
方法一:列举法
设靠墙的边为长方形的长,可得:2×宽+长=12米,按宽为整米数依次计算:
① 宽=1米时,长=12-1×2=10米,面积=1×10=10平方米
② 宽=2米时,长=12-2×2=8米,面积=2×8=16平方米
③ 宽=3米时,长=12-3×2=6米,面积=3×6=18平方米
④ 宽=4米时,长=12-4×2=4米,此时为正方形,面积=4×4=16平方米
⑤ 宽=5米时,长=12-5×2=2米,面积=5×2=10平方米
对比可知宽3米、长6米时面积最大,对应三段篱笆长3米、3米、6米。
方法二:规律法
把墙作为对称轴,将菜地对称翻折到墙的另一侧,得到的大四边形周长为12×2=24米。周长相等的长方形和正方形中,正方形面积最大,因此大四边形为正方形时总面积最大,对应原菜地面积也最大。
大正方形边长=24÷4=6米,即原菜地的长为6米,宽为6÷2=3米,对应三段篱笆长3米、3米、6米。
【答案】
三段长分别为3米、3米、6米的时候,菜地面积最大
解析:如图

,在周长相等的长方形中,正方形的面积最大。李叔叔的菜地可以看作图中正方形的一半,即围成的长方形的宽是长的一半。所以长=12÷2=6(米),宽是6÷2=3(米)。
【知识点】
长方形面积计算,周长与面积的关系,最优方案设计
【点评】
本题结合生活实际场景,既可以通过有序列举的方法验证结果,也可以通过转化思路巧用规律快速求解,能有效锻炼学生的逻辑思维能力和知识灵活运用能力。
【难度系数】
0.6