题目内容

某学校计划在一块直角三角形ABC的空地上修建一个占地面积为S的矩形ADEF健身场地,如图,A=
π
2
,∠ABC=
π
6
,点D在AC上,点E在斜边BC上,且点F在AB上,AC=40米,设AD=x米.
(1)试用x表示S,并求S的取值范围;
(2)若矩形健身场地面积不小于144
3
平方米,求x的取值范围;
(3)设矩形健身场地每平方米的造价为
37
S
,再把矩形ADEF以外(阴影部分)铺上草坪,每平方米的造价为
12
S
,求总造价T关于S的函数T=f(S);并求出AD的长使总造价T最低(不要求求出最低造价).
考点:函数模型的选择与应用
专题:应用题,函数的性质及应用
分析:(1)根据题意,分析可得,欲求健身场地占地面积,只须求出图中矩形的面积即可,再结合矩形的面积计算公式求出它们的面积即得,最后再根据二次函数的性质得出其范围;
(2)利用矩形健身场地面积不小于144
3
平方米,建立不等式,即可求x的取值范围;
(3)求出总造价,考虑到其中两项之积为定值,可利用基本不等式求它的最大值,从而解决问题.
解答: 解:(1)在Rt△EDC中,显然|DC|=40-x,∠ECD=60°
∴|ED|=|DC|tan60°=
3
(40-x),
矩形ADEF的面积S=|AD||AF|=
3
x(40-x),x∈(0,40)
于是0<S≤400
3
为所求;
(2)∵矩形健身场地面积不小于144
3
平方米,
∴
3
x(40-x)≥144
3
,
∴4≤x≤36;
(3)矩形ADEF健身场地造价T1=37
S

又△ABC的面积为800
3
,即草坪造价T2=
12
S
(800
3
-S)
由总造价T=T1+T2,∴T=25(
S
+
384
3
S
)≥200
6
3

当且仅当
S
=
384
3
S
即S=384
3
时等号成立,
此时
3
x(40-x)=384
3
,解得x=16或x=24,
∴选取|AD|的长为16米或24米时总造价T最低.
点评:本小题主要考查函数模型的选择与应用、基本不等式的应用、矩形的面积等基础知识,属于中档题.
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