题目内容

某同学的数学研究性学习课题是:在校内一块不规则土地OABC(测绘图如图所示)规划一个矩形运动场地.经过测量发现AB⊥BC,OA∥BC,曲线段OC可近似看作是以点O为顶点且开口向上的抛物线的一段,OA=20m,AB=BC=40m.
(1)该同学在测绘图上建立了以O为原点,直线AO为x轴的直角坐标系,请帮他计算曲线段OC对应的函数关系式;
(2)如果矩形运动场地BDEF的相邻两边分别落在AB,BC上,且一个顶点E落在曲线段OC上,该同学应如何规划才能使运动场地面积最大?
考点:抛物线的应用
专题:应用题
分析:(1)建立平面直角坐标系,设曲线段OC所在的抛物线方程,利用点C的坐标为(20,40),即可求出抛物线的方程;
(2)设矩形运动场在曲线段OC上的顶点(x,
1
10
x2
),表示出矩形的面积S关于x的函数,利用求导即可求得使面积S最大时的x的值,则运动场地的长和宽可求.
解答: 解:(1)建立平面直角坐标系如图所示,设曲线段OC所在的抛物线方程为y=ax2(a>0),

由已知得点C的坐标为(20,40),代入方程得:a=
1
10
.
∴抛物线的方程为y=
1
10
x2
;
(2)设矩形运动场在曲线段OC上的顶点(x,
1
10
x2
),则矩形面积:
S=(20+x)(40-
1
10
x2)
=-
1
10
x3-2x2+40x+800
(0≤x<20),
∴S′=-
1
10
(x+20)(3x-20)
,
令S′=0,可得x=-20或x=
20
3
.
∵0≤x<20,∴x=
20
3
.
当0<x<
20
3
时,S′>0;当x>
20
3
时,S′<0.
∴x=
20
3
是S的极大值点,也是最大值点.
答:当矩形的长为
80
3
m.宽为
320
9
m时,运动场地面积最大.
点评:本题考查抛物线的应用,考查了数学建模思想方法,训练了利用导数求最值,是中档题.
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