题目内容

如图,某市准备在道路EF的一侧修建一条运动比赛道,赛道的前一部分为曲线段FBC,该曲线段是函数(A>0,ω>0),x∈[-4,0]时的图象,且图象的最高点为B(-1,2).赛道的中间部分为长千米的直线跑道CD,且CD∥EF.赛道的后一部分是以O为圆心的一段圆弧.
(1)求ω的值和∠DOE的大小;
(2)若要在圆弧赛道所对应的扇形ODE区域内建一个“矩形草坪”,矩形的一边在道路EF上,一个顶点在半径OD上,另外一个顶点P在圆弧上,且∠POE=θ,求当“矩形草坪”的面积取最大值时θ的值.

【答案】分析:(1)依题意,得A=2,.根据周期公式T=可得ω,把B的坐标代入结合已知可得φ,从而可求∠DOE的大小;
(2)由(1)可知OD=OP,矩形草坪的面积S关于θ的函数,有,结合正弦函数的性质可求S取得最大值.
解答:解:(1)由条件,得A=2,.(2分)
∵,∴.(4分)
∴曲线段FBC的解析式为.
当x=0时,.又CD=,∴.(7分)
(2)由(1),可知.
又易知当“矩形草坪”的面积最大时,点P在弧DE上,故.(8分)
设∠POE=θ,,“矩形草坪”的面积为
=.(13分)
∵,故取得最大值.(15分)
点评:本题主要考查了在实际问题中,由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定函数的解析式,一般步骤是:由函数的最值确定A的值,由函数所过的特殊点确定周期T,利用周期公式求ω,再把函数所给的点(一般用最值点)的坐标代入求φ,从而求出函数的解析式;还考查了实际问题中的最值的求解.关键是要把实际问题转化为数学问题来求解.
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