Question

【题目】如图是一个路灯的平面设计示意图，其中曲线段AOB可视为抛物线的一部分，坐标原点O为抛物线的顶点，抛物线的对称轴为y轴，灯杆BC可视为线段，其所在直线与曲线AOB所在的抛物线相切于点B.已知AB=2分米，直线轴，点C到直线AB的距离为8分米.灯杆BC部分的造价为10元/分米；若顶点O到直线AB的距离为t分米，则曲线段AOB部分的造价为元. 设直线BC的倾斜角为，以上两部分的总造价为S元.

（1）①求t关于的函数关系式；

②求S关于的函数关系式；

（2）求总造价S的最小值.

Answer 1

【答案】(1) ① .②.

(2) 元.

【解析】分析：（1）①先设曲线段所在的抛物线的方程为，代入点B可得a的值，然后求出切线BC的斜率,转化为倾斜角从建立t与的等式关系；②根据t与的关系得出曲线段部分的造价为元，然后求出BC段的造价，故两段的造价之和；（2）由S的表达式根据导数确定函数的单调性，即可求得最小值.

详解：

（1）①设曲线段所在的抛物线的方程为，将代入得，故抛物线的方程为，求导得，故切线的斜率为，而直线的倾斜角为，故，t关于的函数关系为.

②因为，所以曲线段部分的造价为元，

因为点到直线的距离为8分米，直线的倾斜角为，故，部分的造价为，

得两部分的总造价为，.

（2），

，

其中恒成立，令得，设且为锐角，

列表如下：

		0
		极小

故当时有最小值，此时，，，

故总造价S的最小值为元.