题目内容

【题目】如图,有一块半径为2的半圆形钢板,计划剪裁成等腰梯形ABCD的形状,它的下底AB是⊙O的直径,上底CD的端点在圆周上.设∠DAB=θ(0<θ< ),L为等腰梯形ABCD的周长.
(1)求周长L与θ的函数解析式;
(2)试问周长L是否存在最大值?若存在,请求出最大值,并指出此时θ的大小;若不存在,请说明理由.

【答案】
(1)解:连接BD,则∠ADB=90°,

∴AD=BC=4cosθ.

作DE⊥AB于M,CN⊥AB于N,

得AM=BN=ADcosθ=4cos2θ,

∴DC=AB﹣2AM=4﹣8cos2θ.

∴△ABC的周长L=AB+2AD+DC=4+8cosθ+(4﹣8cos2θ)=8+8cosθ﹣8cos2θ.


(2)解:令t=cosθ,由 ,知t∈(0,1).

当t= ,即 时,L有最大值10.

∴当θ=60°时,L存在最大值10


【解析】(1)由于AB是圆O的直径,所以三角形ABD是直角三角形,连BD,过D作DE⊥AB于E,则由射影定理可知AD2=AEAB,从而可用腰长表示上底长,进而可求梯形的周长y与腰长x之间的函数关系式,根据上底长,可确定函数的定义域;(2)令t=cosθ,由 ,知t∈(0,1).利用配方法可知函数函数在(0, )上单调递增,在( ,1)单调递减,由此可求周长y的最大值.

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