题目内容
【题目】如图1,一艺术拱门由两部分组成,下部为矩形ABCD,AB,AD的长分别是2m和4m,上部是圆心为O的劣弧CD,圆心角∠COD=120°.现欲以B点为支点将拱门放倒,放倒过程中矩形ABCD所在的平面始终与地面垂直,如图2、图3、图4所示记拱门上的点到地面的最大距离hm,则h的最大值为___m.
【答案】(2+2).
【解析】
利用勾股定理先求出圆弧的半径,然后分析出h取得最大值时为OB与地面垂直时,从而可解.
解:如图所示,过点O作垂直于地面的直线与拱门外框上沿交于点P,交地面于点Q,
如图1,AB,AD的长分别是2m和4m,圆心角∠COD=120°,
∴∠DOP=60°,DC=
AB=
,
∴OD=2,PQ=5,
当点P在线段AD上时,拱门上的点到地面的最大距离h等于点D到地面的距离,即点P与点D重合时,此时
h=,
如图2所示,当点P在劣弧CD上时,拱门上的点到地面的最大距离h等于⊙O的半径长与圆心O到地面的距离之和,
易知,OQ≤OB,
而h=OP+OQ=2+OQ,
∴当点Q与点B重合时,h取得最大值,
由图1可知,OQ=3,BQ=,则OB=
,
h的最大值为OP+OB,即2+.
故答案为:(2+).
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