题目内容
某单位拟建一个扇环面形状的花坛(如图所示),该扇环面是由以点为圆心的两个同心圆弧和延长后通过点
的两条直线段围成.按设计要求扇环面的周长为30米,其中大圆弧所在圆的半径为10米.设小圆弧所在圆的半径为
米,圆心角为
(弧度).
(1)求关于
的函数关系式;
(2)已知在花坛的边缘(实线部分)进行装饰时,直线部分的装饰费用为4元/米,弧线部分的装饰费用为9元/米.设花坛的面积与装饰总费用的比为,求
关于
的函数关系式,并求出
为何值时,
取得最大值?
(1)(2)
,
解析试题分析:(1) 解决应用题问题首先要解决阅读问题,具体说就是要会用数学式子正确表示数量关系,本题解题思路清晰,就是根据扇环面的周长列函数关系式,因为扇环面的周长为两段弧长加两段直线,利用弧长公式,得
所以
,(2) 本题解题思路清晰,就是根据花坛的面积与装饰总费用的比列函数关系式,再由导数或基本不等式求最值. 装饰总费用为直线部分的装饰费用与弧线部分的装饰费用之和,而花坛的面积为大扇形面积与小扇形面积之差,求最值时要注意定义域范围的限制.
试题解析:(1)设扇环的圆心角为q,则,所以
, 4分
(2) 花坛的面积为. 7分
装饰总费用为, 9分
所以花坛的面积与装饰总费用的, 12分
令,则
,当且仅当t=18时取等号,此时
.
答:当时,花坛的面积与装饰总费用的比最大. 15分
考点:函数关系式,弧长公式,基本不等式求最值
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