题目内容

如图,某广场中间有一块扇形绿地OAB,其中O为扇形OAB所在圆的圆心,∠AOB=60°,扇形绿地OAB的半径为r.广场管理部门欲在绿地上修建观光小路:在
AB
上选一点C,过C修建与OB平行的小路CD,与OA平行的小路CE,且所修建的小路CD与CE的总长最长.
(1)设∠COD=θ,试将CD与CE的总长s表示成θ的函数s=f(θ);
(2)当θ取何值时,s取得最大值?求出s的最大值.
考点:三角函数中的恒等变换应用,弧度制
专题:三角函数的图像与性质
分析:(1)设扇形的半径为r.在△ODC 中,∠AOB=60°,∠CDO=120°,利用正弦定理得
r
sin∠CDO
=
CD
sin∠COD
,可求得CD与CE,从而可得函数s=f(θ);
(2)利用三角恒等变换,可求得s=
2
3
3
rsinθ+
2
3
3
rsin(
π
3
-θ)=
2
3
3
rsin(
π
3
+θ),θ∈(0,
π
3
);利用正弦函数的单调性与最值即可求得s的最大值.
解答: 解:(1)设扇形的半径为r,
在△ODC 中,∠AOB=60°,则∠CDO=120°,由正弦定理得
r
sin∠CDO
=
CD
sin∠COD

∴CD=
2
3
3
rsinθ,同理CE=
2
3
3
rsin(
π
3
-θ),
∴s=f(θ)=
2
3
3
rsinθ+
2
3
3
rsin(
π
3
-θ),θ∈(0,
π
3
);
(2)∵s=
2
3
3
rsinθ+
2
3
3
rsin(
π
3
-θ)
=
2
3
3
rsinθ+
3
2
×
2
3
3
rcosθ-
1
2
×
2
3
3
rsinθ
=
3
3
rsinθ+rcosθ=
2
3
3
rsin(
π
3
+θ),θ∈(0,
π
3
);
∵θ∈(0,
π
3
),
π
3
+θ∈(
π
3
3
),
∴当
π
3
+θ=
π
2
,即θ=
π
6
 时,smax=f(
π
6
)=
2
3
3
r.
点评:本题考查三角函数中的恒等变换应用,考查正弦定理与两角差与两角和的正弦,考查运算求解能力,属于中档题.
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