题目内容

如图,C、D是两个小区所在地,C、D到一条公路AB的垂直距离分别为CA=1km,DB=2km,AB两端之间的距离为6km.

(1)如图1,某移动公司将在AB之间找一点P,在P处建造一个信号塔,使得P对A、C的张角与P对B、D的张角相等,试确定点P的位置.
(2)如图2,环保部门将在AB之间找一点Q,在Q处建造一个垃圾处理厂,使得Q对C、D所张角最大,试确定点Q的位置.
考点:解三角形的实际应用
专题:解三角形
分析:(1)设出PA的长度x,把∠CPA,∠DPB的正切值用含x的代数式表示,由正切值相等求得x的值,即可确定P点的位置;
(2)设出PA的长度x,把∠CQA与∠DQB的正切值用含有x的代数式表示,最后把∠CQD的正切值用含有x的代数式表示,换元后再利用基本不等式求最值,最后得到使Q对C、D所张角最大时的x值,即可确定点Q的位置.
解答: 解:(1)设PA=x,∠CPA=α,∠DPB=β.
依题意有tanα=
1
x
,tanβ=
2
6-x
.
由tanα=tanβ,得
1
x
=
2
6-x
,解得x=2,故点P应选在距A点2km处;
(2)设PA=x,∠CQA=α,∠DQB=β.
依题意有tanα=
1
x
,tanβ=
2
6-x
,
tan∠CQD=tan[π-(α+β)]=-tan(α+β)=-
1
x
+
2
6-x
1-
1
x
•
2
6-x
=
x+6
x2-6x+2
,
令t=x+6,由0<x<6,得6<t<12,
则tan∠CQD=
x+6
x2-6x+2
=
t
t2-18t+74
=
1
t+
74
t
-18
,
∵2
74
≤t+
74
t
<6+
74
6
=
55
3
,
∴2
74
-18≤t+
74
t
-18<
1
3
,
当2
74
-18≤t+
74
t
-18<0
时,所张的角为钝角,
当t=
74
,即x=
74
-6
时取得最大角,
故点Q应选在距A点
74
-6
km处.
点评:本题考查解三角形的实际应用,考查了利用基本不等式求最值,解答的关键是把实际问题转化为数学问题,是中档题.
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