题目内容

(03年上海卷)(14分)

 如图,某隧道设计为双向四车道,车道总宽22米,要求通行车辆限高4.5米,隧道全长2.5千米,隧道的拱线近似地看成半个椭圆形状.

   (1)若最大拱高h为6米,则隧道设计的拱

        宽l是多少?

   (2)若最大拱高h不小于6米,则应如何设

        计拱高h和拱宽l,才能使半个椭圆形隧

        道的土方工程量最最小?

      (半个椭圆的面积公式为,柱体体积为:底面积乘以高.本题结果精确到0.1米)

 

 

 

 

 

 

解析:(1)如图建立直角坐标系,则点P(11,4.5),  椭圆方程为.

将b=h=6与点P坐标代入椭圆方程,得.因此隧道的拱宽约为33.3米.

 

 

 

 

(2)[解一]

由椭圆方程,得

故当拱高约为6.4米、拱宽约为31.1米时,土方工程量最小.

[解二]由椭圆方程,得 于是

以下同解一.

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