题目内容
【题目】在意大利,有一座满是“斗笠”的灰白小镇阿尔贝罗贝洛(Alberobello),这些圆锥形屋顶的奇特小屋名叫Trullo,于1996年被收入世界文化遗产名录(如图1).现测量一个屋顶,得到圆锥SO的底面直径AB长为12m,母线SA长为18m(如图2).C,D是母线SA的两个三等分点(点D靠近点A),E是母线SB的中点.
(1)从点A到点C绕屋顶侧面一周安装灯光带,求灯光带的最小长度;
(2)现对屋顶进行加固,在底面直径AB上某一点P,向点D和点E分别引直线型钢管PD和PE.试确定点P的位置,使得钢管总长度最小.
【答案】(1);(2)时,的最小值为
【解析】
(1)将侧面沿母线展开,点对于与,连接,则为最小长度,在中由余弦定理计算可得.
(2)建立平面直角坐标系,求出关于轴的对称点,利用两点间的距离公式求出距离最小值,利用点斜式求出直线方程,即可求出的坐标.
解:(1)将侧面沿母线展开,点对于与,连接,则为最小长度;
因为,,则,设
,,
在中由余弦定理可得
即
即灯光带的最小长度为()
(2)如图建立平面直角坐标系,因为,
所以,,,因为是的三等分点(靠近)
所以,又是的中点,所以
则关于轴对称的点为
连接与轴交点,则的最小值为
直线的方程为
令则
即时,的最小值为
练习册系列答案
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