题目内容

【题目】园林管理处拟在公园某区域规划建设一半径为米,圆心角为(弧度)的扇形观景水池,其中, 为扇形的圆心,同时紧贴水池周边(即: 和所对的圆弧)建设一圈理想的无宽度步道.要求总预算费用不超过24万元,水池造价为每平方米400元,步道造价为每米1000元.

(1)若总费用恰好为24万元,则当和分别为多少时,可使得水池面积最大,并求出最大面积;

(2)若要求步道长为105米,则可设计出的水池最大面积是多少?

【答案】(1), ,面积最大值为400平方米.(2)水池的最大面积为337.5平方米.

【解析】试题分析:(1)先根据总费用确定和关系,再根据扇形面积公式得关于r函数,利用导数或基本不等式求最值(2)先根据步道长确定和关系,再根据扇形面积公式得关于r二次函数 ,根据对称轴与定义区间位置关系求最值

试题解析:解(1)法1:弧长AB为,扇形面积为,

则即

所以

当且仅当取等号,此时

答: , ,面积最大值为400平方米.

法2:利用基本不等式.

(2) 由

,

所以

所以所以

. , ,

所以, 时,水池的最大面积为337.5平方米.

答: 的取值范围为,且当, ,水池的最大面积为337.5平方米.

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